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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA
SALESIANA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
Carrera de Ingeniería Mecánica
Automotriz
“ELABORACIÓN DE UN BANCO DIDÁCTICO FUNCIONAL DEL
TREN DE FUERZA MOTRIZ Y SISTEMA DE TRASLACIÓN DE UN
VEHICULO CON VISUALIZACIÓN DE PARÁMETROS DE
FUNCIONAMIENTO”.
PRODUCTO DE GRADO PREVIO A LA
OBTENCIÒN DE TÌTULO DE
INGENIERO MECANICO AUTOMOTRIZ
AUTORES:
HERAS BERMEO ALVARO RENE
TOLEDO TOLEDO SANTIAGO EMANUEL
ZHUNIO PUCHA ESTEBAN MATIAS
DIRECTOR:
ING. PAUL NARVAEZ
Cuenca, Agosto del 2011
DECLARACIÓN
Alvaro Heras Bermeo, Santiago Toledo y Esteban Zhunio Pucha, declaramos bajo
juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido
previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que se ha
consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración sedo mis derechos de propiedad intelectual
correspondientes a este trabajo, a la Universidad Politécnica Salesiana, según lo
establecido por la Ley de la Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la
normativa institucional vigente.
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue realizado por Alvaro Heras, Santiago Toledo y
Esteban Zhunio, bajo mi supervisión.
Firma: ________________________
Ing. Paul Narvaez
DIRECTOR DE PROYECTO
DEDICATORIA
Quiero dedicar este trabajo a mi familia, que han sido un pilar fundamental para culminar una etapa de mi vida, en especial a mis
padres Alfonso y Yolanda, quienes con entero sacrificio supieron entregarme todo de sí para hacer de mí una persona de bien y por todo el apoyo incondicional que me han brindado, pero sobre todo
por enseñarme a ser responsable, gracias a ustedes he llegado alcanzar esta meta. A mi hermano Juan, por la confianza
depositada en mí, por todo el apoyo que me supo dar a lo largo de mi carrera, a Yesenia, Deysi y Víctor por compartir la alegría de
vivir y estar en los momentos importantes de mi vida. A mis familiares y amigos por motivarme a culminar mis estudios universitarios, a saber que los logros se consiguen a base de
esfuerzo. Alvaro
Al culminar una etapa más de mi vida, quiero dedicar este proyecto a mi Dios que ha sido mi fuente de energía espiritual y un soporte
incondicional en todo momento, a mis padres Jorge y Blanquita que gracias a su apoyo, su buen ejemplo y sus valores intachables me
han guiado por el camino del bien y a pesar de las dificultades q se pudieron presentar en el transcurso de esta etapa siempre confiaron
en mi, a mis hermanos Alvaro, Jorge, Estefi y Vicky por estar presentes en los momentos felices pero sobre todo en las situaciones
adversas me supieron comprender y darme valor para seguir adelante, a mis sobrinos Paulito Emanuel y Emiliana Estefanía que han sido la principal inspiración para poder culminar este proyecto, a toda mi familia a mi abuelita, tíos y primos a mis verdaderos amigos a todos y cada uno de ustedes gracias por
siempre estar presentes en los momentos más importantes de mi vida. Santiago
Las metas que alcanzamos a largo de nuestras vidas implican nuestro esfuerzo, constancia y dedicación, y aun así estos no son suficientes, si no contamos con el apoyo incondicional de nuestras
familias y amigos, por eso a todos ustedes mi agradecimiento imperecedero, y en especial a la persona que ha entregado toda su
vida para ayudarme a cumplir no solo este logro sino todos los objetivos que me he propuesto… Para ti Ine’ con todo mi amor.
Esteban
AGRADECIMIENTO
Nuestra gratitud, principalmente está dirigida al Dios Todopoderoso por
habernos dado la existencia y permitido llegar al final de nuestra carrera.
A la Universidad Politécnica Salesiana por su colaboración para la adquisición
de los componentes del banco didáctico, tren de fuerza motriz y sistemas de
traslación obtenidos del plan RENOVA, además por la compra de los sensores de
presión mediante el fondo del MIPRO.
A nuestro director de tesis el Ing. Paul Narváez, que nos ha guiado a culminar
nuestro banco didáctico funcional, tanto en la parte práctica como teórica.
A los docentes que nos han acompañado durante el largo camino, brindándonos
siempre su orientación con profesionalismo ético en la adquisición de conocimientos
y afianzando nuestra formación como estudiantes universitarios.
INDICE DE CONTENIDOS
1. CAPITULO 1. TREN DE FUERZA MOTRIZ
1.1. Introducción 2
1.2.Motor Toyota 2E 2
1.2.1. Generalidades 2
1.2.2. Datos Técnicos 3
1.2.3. Reglajes 4
1.2.4. Pares de Apriete 4
1.2.5. Cálculos del Motor 6
1.2.6. Diagrama de la Distribución 9
1.2.7. Diagrama del Encendido 10
1.2.8. Diagrama de tomas de aire y vacios del Carburador 11
1.2.9. Reparación del Motor 12
1.3.Transmisión 14
1.3.1. Embrague 14
1.3.2. Caja de Cambios 15
1.3.3. Grupo Reductor 21
1.3.4. Semiejes 22
1.3.5. Diagrama de Velocidades 23
2. CAPITULO 2. SISTEMA DE TRASLACION
2.1. Introducción 24
2.2. Suspensión 24
2.2.1. Desmontaje de la Suspensión Delantera 26
2.2.2. Desmontaje y Verificación de la Suspensión Posterior 27
2.2.3. Montaje y Ajustes 29
2.3. Dirección 30
2.3.1. Tipo de Dirección 30
2.3.2. Desmontaje del Sistema de Dirección 31
2.3.3. Montaje del sistema de Dirección 34
2.3.4. Asistencia Hidráulica 35
2.3.5. Alineación y Ángulos de la dirección 36
2.3.5.1. Camber 36
2.3.5.2. Caster 38
2.3.5.3. Convergencia, Divergencia 39
2.4. Frenos 42
2.4.1. Tipos de Frenos 43
2.4.2. Desmontaje y Verificación 44
2.4.3. Montaje y Ajustes 46
2.4.4. Cálculos de Frenos 47
3. CAPITULO 3. DISEÑO DEL BANCO
3.1. Introducción 48
3.2. Definición de las Especificaciones del Diseño 48
3.2.1. Definición de las Funciones y Características para el Banco 48
3.2.2. Definición de los Criterios de Evaluación 49
3.3. Propuesta de Diseño del Banco y Análisis Estructural 49
3.3.1. Geometría Propuesta para el Banco Didáctico 50
3.3.2. Análisis de Cargas Criticas 53
3.3.3. Cargas Criticas 54
3.3.4. Análisis Estructural 54
3.4. Ensamble del Banco 59
3.5. Montaje de Elementos en el Banco 63
4. CAPITULO 4. VISUALIZACION DE PARAMETROS DE
FUNCIONAMIENTO
4.1. Introducción 70
4.2. Parámetros de funcionamiento del tren de fuerza motriz 70
4.2.1. Revolucione por minuto (RPM) 71
4.2.2. Temperatura 74
4.2.3. Presión de aceite 77
4.2.4. Nivel de combustible 81
4.2.5. Aceleración 84
4.2.6. Carga del alternador 85
4.2.7. RPM en los ejes 86
4.2.8. Marcha de la caja de cambios 89
4.3. Parámetros de funcionamiento del sistema de traslación 94
4.3.1. Presión sistema de frenos 95
4.3.2. Nivel de líquido de frenos 98
4.3.3. Indicador de freno de mano 100
4.3.4. Presión de la dirección 101
4.3.5. Angulo de giro de la dirección 103
4.3.6. Ángulos de la rueda 105
4.3.6.1. Convergencia, Divergencia 105
4.3.6.2. Camber 107
4.3.6.3. Caster 109
4.4. Sistema de adquisición de datos 111
4.5. Visualización de datos 114
5. CONCLUSIONES 122
6. RECOMENDACIONES 123
7. BIBLIOGRAFIA 124
8. ANEXOS 125
INDICE DE FIGURAS
1. CAPITULO 1. TREN DE FUERZA MOTRIZ
1.1. Esquema de la distribución 9
1.2. Esquema de la conexión del sistema de encendido 10
1.3. Esquema de conexiones de vacios del carburador 11
2. CAPITULO 2. SISTEMA DE TRASLACION
2.1. Suspensión delantera 26
2.2. Suspensión posterior 27
2.3. Suspensión posterior 28
2.4. Suspensión delantera 29
2.5. Componentes del sistema de dirección 31
2.6. Esquema de desmontaje de la cremallera 31
2.7. Esquema de despiece de la cremallera 32
2.8. Esquema de despiece de la cremallera 33
2.9. Esquema de despiece de la bomba de dirección hidráulica 33
2.10. Esquema de despiece de la columna de la dirección 34
2.11. Esquema básico de dirección hidráulica 36
2.12. Angulo de caída y sus efectos sobre la orientación de las ruedas 37
2.13. Angulo de caída en suspensión independiente 37
2.14. Angulo de avance y sus efectos sobre la orientación de las ruedas 38
2.15. Angulo de avance en suspensión independiente 39
2.16. Geometría que se forma como prolongación de la mangueta 40
2.17. Convergencia o paralelismo de las ruedas 40
2.18. Disposición de las ruedas, convergencia, divergencia 41
2.19. Esquema básico de un circuito de frenos 43
2.20. Frenos de disco 43
2.21. Frenos de tambor 44
2.22. Despiece del freno de disco 44
2.23. Despiece del freno de tambor 45
2.24. Bomba y servofreno 46
3. CAPITULO 3. DISEÑO DEL BANCO
3.1. Altura promedio de una persona 49
3.2. Diseño del banco 50
3.3. Dimensiones del banco 51
3.4. Dimensiones del banco 51
3.5. Distancia entre ejes 52
3.6. Ancho de vía 52
3.7. Dimensión de los amortiguadores 53
3.8. Disposición de cargas 54
3.9. Análisis estructural, mallado 55
3.10. Esfuerzo máximo equivalente 56
3.11. Esfuerzo máximo sobre ejes principales 57
3.12. Esfuerzo mínimo sobre ejes principales 58
3.13. Deformación longitudinal del banco 59
3.14. Factor de seguridad 60
4. CAPITULO 4. VISUALIZACION DE PARAMETROS DE
FUNCIONAMIENTO
4.1. Esquema de los Datos a Visualizar 71
4.2. Visualización del Diagrama de bloques de Rpm del motor 73
4.3. Visualización rpm del motor 73
4.4. Diagrama del sensor de temperatura NTC 74
4.5. Esquema de conexión del sensor de temperatura 75
4.6. Diagrama de bloques temperatura refrigerante motor 75
4.7. Visualización indicador de temperatura 77
4.8. Esquema de un sensor de presión micromecánico 79
4.9. Curva característica de un sensor de presión micromecánico 79
4.10. Esquema de conexión del sensor de presión de aceite 80
4.11. Diagrama de bloques presión de aceite motor 80
4.12. Visualización del indicador de presión aceite motor 81
4.13. Esquema del medidor de nivel de combustible 82
4.14. Esquema de conexión del sensor de nivel de combustible 82
4.15. Diagrama de bloques nivel de combustible 83
4.16. Visualización nivel combustible (vacío, medio y lleno) 84
4.17. Diagrama de bloques apertura mariposa aceleración 85
4.18. Visualización apertura mariposa aceleración 85
4.19. Diagrama de bloques indicador carga de alternador 86
4.20. Visualización indicador carga de alternador encendido 86
4.21. Visualización indicador carga de alternador apagado 86
4.22. Esquema de conexión del sensor de rpm 87
4.23. Diagrama de bloques rpm eje izquierdo 88
4.24. Diagrama de bloques rpm eje derecho 88
4.25. Visualización indicador revoluciones por minuto eje izquierdo 89
4.26. Visualización indicador revoluciones por minuto eje derecho 89
4.27. Esquema de conexión de sensores de marcha 90
4.28. Diagrama de bloques indicador posición de marcha y velocímetro 91
4.29. Visualización indicador posición de marcha (Neutro) 91
4.30. Visualización indicador posición de marcha (Primera) 92
4.31. Visualización indicador posición de marcha (Segunda) 92
4.32. Visualización indicador posición de marcha (Tercera) 92
4.33. Visualización indicador posición de marcha (Cuarta) 93
4.34. Visualización indicador posición de marcha (Quinta) 93
4.35. Visualización indicador posición de marcha (Reversa) 93
4.36. Visualización indicador Velocímetro 94
4.37. Esquema de los Datos a Visualizar 95
4.38. Esquema de conectores del sensor de presión 96
4.39. Diagrama de bloques presión de frenado 97
4.40. Visualización indicador presión de frenado (sin pisar pedal freno) 97
4.41. Visualización indicador presión de frenado (pisado pedal freno) 98
4.42. Esquema de conexión del sensor de nivel mínimo 99
4.43. Diagrama de bloques de indicador de nivel mínimo liquido frenos 99
4.44. Visualización indicador de nivel mínimo liquido de freno 99
4.45. Esquema de conexión del sensor de freno de mano 100
4.46. Visualización indicador de freno de mano 101
4.47. Diagrama de bloques de presión del sistema de dirección 102
4.48. Visualización indicador de presión de dirección posición apagado 102
4.49. Visualización indicador de presión de dirección posición encendido 103
4.50. Esquema de conexión del sensor de ángulo de giro 104
4.51. Diagrama de bloques de indicador de ángulo de giro de la dirección 104
4.52. Visualización indicador ángulo de giro de la dirección 105
4.53. Visualización indicador ángulo de giro de la dirección (Derecha) 105
4.54. Diagrama de bloques de indicador de ángulo convergencia divergencia 106
4.55. Visualización indicador ángulo convergencia negativa 107
4.56. Diagrama de bloques de indicador de ángulo Camber 108
4.57. Visualización indicador Camber 0° 109
4.58. Visualización indicador Camber _1,012° 109
4.59. Diagrama de bloques de indicador de ángulo Caster 110
4.60. Visualización indicador Caster 0° 110
4.61. Visualización indicador Caster 1,6° 110
4.62. Esquema de conexión de las tarjetas 112
4.63. Esquema de pines del PIC 16F884A 114
4.64. Visualización de datos Panel principal 116
4.65. Visualización de datos de Presión 116
4.66. Visualización de datos Dirección 117
4.67. Visualización de datos Panel principal (switch ON) 118
4.68. Visualización de datos Panel principal (switch START) 119
4.69. Visualización de datos Presión 120
4.70. Visualización de datos Dirección 121
INDICE DE FOTOGRAFIAS
1. CAPITULO 1. TREN DE FUERZA MOTRIZ
1.1. Motor Toyota 2E 3
1.2. Motor Toyota 2E 5
1.3. Distribuidor 10
1.4. Carburador 11
1.5. Disco y plato de embrague 15
1.6. Caja de cambios 16
1.7. Tren de engranajes de la caja de cambios 16
1.8. Primera Marcha 18
1.9. Segunda Marcha 19
1.10. Tercera Marcha 19
1.11. Cuarta Marcha 20
1.12. Quinta Marcha 21
1.13. Corona helicoidal y caja diferencial del grupo reductor paralelo 22
1.14. Semieje 22
2. CAPITULO 2. SISTEMA DE TRASLACION
2.1. Suspensión delantera 25
2.2. Suspensión posterior 25
2.3. Cremallera 35
2.4. Columna de dirección 35
2.5. Freno de tambor 45
3. CAPITULO 3. DISEÑO DEL BANCO
3.1. Ensamble de columnas y soportes 61
3.2. Ensamble de soporte posterior 61
3.3. Ensamble de soporte delantero 62
3.4. Ensamble final 62
3.5. Montaje del motor y transmisión 63
3.6. Montaje de la columna de la dirección 64
3.7. Montaje de la cremallera 64
3.8. Montaje de la suspensión delantera 65
3.9. Montaje del soporte móvil del amortiguador 65
3.10. Montaje de la suspensión posterior 66
3.11. Montaje final de la suspensión 66
3.12. Montaje de la bomba de freno y pedales 67
3.13. Disposición del freno delantero 67
3.14. Disposición del freno posterior 67
3.15. Montaje del tanque de combustible 67
3.16. Disposición final del banco 69
4. CAPITULO 4. VISUALIZACION DE PARAMETROS DE
FUNCIONAMIENTO
4.1. Sensor de Posición del Distribuidor 72
4.2. Señal para cálculo de RPM 72
4.3. Sensor de presión de aceite 78
4.4. Sensor de nivel de combustible 83
4.5. Sensor de apertura de mariposa de aceleración 84
4.6. Sensor de RPM de los ejes 87
4.7. Sensor de RPM de los ejes conexión con PIC 88
4.8. Pulsantes para indicador de marcha 90
4.9. Montaje del sensor de presión del freno 96
4.10. Sensor de nivel del líquido de freno 98
4.11. Sensor de freno de mano 100
4.12. Sensor de presión de la dirección 101
4.13. Sensor de ángulo de giro 103
4.14. Sensor de ángulo de convergencia divergencia 106
4.15. Sensor de ángulo CAMBER 108
4.16. Sensor de ángulo CASTER 110
4.17. Tarjeta principal 113
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
2 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
CAPITULO 1. TREN DE FUERZA MOTRIZ
1.1. Introducción
El automóvil en la actualidad se ha convertido en un complemento
indispensable en nuestras vidas, de allí que la industria automotriz es una de las de
mayor crecimiento en los últimos años, es por eso que un técnico automotriz debe
estar bien capacitado y actualizando sus conocimientos constantemente, para
optimizar esto se requiere de un material didáctico apropiado, el cual se pretende
obtener con el desarrollo de este proyecto.
El presente capitulo muestra el estudio del motor Toyota 2E de combustión
interna de gasolina, sus generalidades, datos técnicos, algunos cálculos y los costos
de reparación y mantenimiento.
Además en este capítulo se analizara la transmisión de fuerza motriz para un
sistema de tracción delantera, con una caja de cambios de cinco velocidades,
embrague, grupo reductor, semiejes y ruedas.
1.2. Motor Toyota 2E
El motor es el conjunto donde se realiza la transformación de la energía
química de un combustible, en este caso gasolina, en trabajo mecánico mediante un
par torsor, pasando previamente por una transformación intermedia en energía
calorífica, con aumento de volumen de la masa transformada.
1.2.1. Generalidades
Motor: Toyota 2E 2842014
Tipo de combustión: Interna
Ciclo de potencia: Ciclo de Otto
Tipo de transmisión de fuerza: Alternativo
Número de Tiempos: Cuatro, admisión, compresión, combustión, escape.
ELABORAC
3 |TREN DE
Tipo
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1 TOYOTA
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encia: 55kW
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Motors, Manu
N BANCO DID
MOTRIZ
stible: Gaso
cilindros: E
ndros: Cuat
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W a 6200rpm
94 cc.
al: 1280cc.
mercial: 1300
mpresión: 9
uado: 95 RO
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disparo: Dis
ndido: 1-3-4
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mbustible: C
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ución: OHC
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F
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bobina: 1,2
la bobina: 1
isparo: 0,2 a
Carburador
FJ Aisan H6
e combustib
C
, 1992.
Fotografía 1.1FUENTE
UNCIONAL
efecto hall, T
20 a 1,50 oh
10200 a 138
a0,4 mm.
680
ble: 0,2 a 0,3
1. Motor ToyoE: Los Autores
Trans-i IIA
mios
800 ohmios
3 bares
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CAP
PITULO 1
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
4 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
Numero de válvulas: 12
Régimen de ralentí: 800rpm
Bujías: NGK BPR6EY-11
Separación entre electrodos: 1,1mm
Presión de compresión: 10 a 13 bares
Presión de aceite: 5bar a 3000rpm
Apertura del termostato: 84ºC
Aceite del motor: 20w50
Clasificación del aceite: API SJ
Cantidad de aceite: 3,2 litros
Voltaje de la batería: 12v
Amperaje: 50Ah
Capacidad de reserva: 80Ah
Rendimiento del alternador: 30A, 13,5V a 2000rpm
Tensión mínima de arranque: 11.5V
Amperaje máximo de arranque: 135A
1.2.3. Reglajes
Juego de válvulas de admisión: 0,20mm en caliente
Juego de válvulas de escape: 0,20mm en caliente
Tensión correa del alternador: 6,5mm
Tensión correa de la dirección hidráulica: 11mm
Reglaje del encendido: 10º APMS a 800rpm
Nivel de CO en ralentí: 2,0 Vol. %CO
Nivel de HC en ralentí: 300ppm
Nivel de CO2 en ralentí: 16 Vol. %CO2
Nivel de O2 en ralentí: 2,0 Vol. %O2
1.2.4. Pares de apriete
Cabezote primera etapa: 29Nm
Cabezote segunda etapa: 49Nm
ELABORAC
5 |TREN DE
Cab
Coji
Coji
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naje del car
olante moto
lante: 19Nm
l de polea d
de levas: 5
l de levas: 1
as: 7Nm
misión a cul
cape a culata
ndido: 18Nm
FotogrF
DACTICO FU
retar 90º
mera fase: 2
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la primera f
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ite: 8Nm
rter: 25Nm
or: 83Nm
m
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0Nm
4Nm
lata: 20Nm
a: 47Nm
m
rafía 1.2. MoUENTE: Los
UNCIONAL
28Nm
57Nm
fase: 20Nm
fase: 39Nm
s: 8Nm
: 152Nm
otor Toyota 2Es Autores.
m
m
E
CAP
PITULO 1
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
6 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
1.2.5. Cálculos del motor
A continuación se presenta el cálculo de algunos parámetros básicos a conocer
en el estudio de un motor, para esto se tomaron datos del manual técnico del motor y
otros fueron medidos directamente.
DATOS Designación Siglas Valor
Diámetro del cilindro D 72mm Carrera del pistón L 72mm Numero de cilindros N 4 Presión media Pm 10.5bar Potencia efectiva Pe 55Kw Gasto especifico de combustible bi 240g/kWh Poder calorífico combustible2 Qin 43800kJ/kg Volumen de la cámara de combustión Vcc 30cc
Volumen unitario (Vu): Es el volumen de un cilindro entre el PMS y PMI.
3
2
2
15.293
2.7)6.3(
cmV
cmcmV
LrV
u
u
u
Volumen total de cilindros (Vcil): Es el volumen de todos los cilindros entre
el PMS y el PMI.
3
3
6.1172
415.293
cmV
cmV
NVV
cil
cil
ucil
Cilindrada (VH): Es el volumen total de los cilindros mas volumen total de
las cámaras de combustión.
2 CENGEL, Yunus. Termodinámica, Ediciones McGraw-Hill, México, 4ª edición, 2003, Pág.
Tabla 1.1. Datos Técnicos del motor Toyota 2E FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
7 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
3
33
6.1292
3046.1172
cmV
cmcmV
VNVV
H
H
cccilH
Relación de compresión (R): Es la relación existente entre el volumen
aspirado en un cilindro con el volumen comprimido en la cámara de combustión.
7.9
30/15.293
/33
R
cmcmR
VccVR u
Área del cilindro (Ac): Es el área transversal del cilindro o área en la cabeza
del pistón.
2
22
2
72.40
6.3
cmA
cmA
rA
c
c
c
Fuerza máxima del embolo (Femax): Es la fuerza fruto de la presión ejercida
en el pistón.
NF
cmbarF
APF
e
e
cme
6.4275
72.405.1010
10
max
2max
max
Velocidad media del pistón(Vm): Es importante para conocer las
solicitaciones del motor y no debe sobrepasar los 14m/s ya que seria crítico.
smV
rpmmV
nLV
m
m
m
/8.1060
4500072.0260
2
Potencia indicad (Pi): Es la potencia desarrollada en el interior del cilindro
fruto de la combustión.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
8 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
kWP
rpmbardmP
nPVP
i
i
mHi
701200
62005.10292.1
12003
Rendimiento mecánico (nm): Es la relación entre la potencia medida en el eje
del motor y la potencia calculada en los cilindros, la diferencia se debe a
pérdidas por fricción y transferencia de calor.
%6.78
%10070
55
%100
m
m
i
em
kW
kW
P
P
Consumo de combustible (B): Es la cantidad de combustible suministrada
para obtener la potencia indicada.
sgrB
kWkWhgrB
PbB ii
/47.43600
70/2303600
Rendimiento indicado (ni): Este evalúa el grado de utilización del calor en un
ciclo real considerando las pérdidas de calor.
%7.35
%100/43800/00447..0
70
%100
i
i
in
ii
kgkJskg
kW
QB
P
ELABORAC
9 |TREN DE
1.2.6. Dia
El b
sincroniza
mediante l
proceso de
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10
11
CION DE UN
E FUERZA M
agrama de l
buen funci
ación entre
la correa de
e montaje d
Comproba
Comproba
Montar el
Empujar e
Colocar la
Comproba
Aflojar el
Girar el ci
Comproba
. Apretar el
. Comproba
FU
N BANCO DID
MOTRIZ
la distribuc
ionamiento
el cigüeñal
e distribució
de la misma.
ar que el rod
ar que la lon
tensor con
el tensor hac
a correa de d
ar la alineac
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güeñal dos
ar la alineac
tornillo del
ar que la cor
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DACTICO FU
ción
del motor
l, el árbol d
ón, por esto
.
dillo tensor
ngitud libre
el muelle, a
cia la izquie
distribución
ción de las m
tensor 7.
vueltas en s
ción de las m
l rodillo ten
rrea esta ten
a 1.1. EsquemYOTA Motor
UNCIONAL
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de levas y
hemos con
funcione co
del muelle
asegurarse d
erda y ajusta
n.
marcas de re
sentido hora
marcas de re
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sobre todo
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nsiderado im
on suavidad
del rodillo
de que este b
ar el tornillo
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ario hasta P
eglaje 2 y 6
.
bución l Taller, 1992.
CAP
o de una
dor, y esto
mportante m
d
tensor sea 3
bien enganc
o.
(fig.1.1)
PMS del cil
.
.
PITULO 1
correcta
se hace
mostrar el
38,4mm
chado
indro 1.
ELABORAC
10 |TREN D
1.2.7. Dia
Este
de mando
modulo tr
distribuido
SE
CION DE UN
DE FUERZA
agrama del
e motor está
para la bob
ransistorizad
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ENSOR HALL
A
Figu
N BANCO DID
MOTRIZ
encendido
á provisto d
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MO
+
+S
Amarillo
Rojo
ra 1.2. Esque
F
DACTICO FU
o
de un distrib
sistema de
ina viene s
BOBINA
ODULO
-G
C
B
Cabl
Rojo
ema de la coneFUENTE: L
Fotografía 1.3FUENTE: L
UNCIONAL
buidor tran
efecto hall,
olidaria al
B
C
-
-
e central de la bobina
Marron
Negro
exión del sisteLos Autores.
3. DistribuidoLos Autores.
sistorizado
, esta señal
distribuido
BATERIA
CAPACITOR
+
Roj
ema de encend
or
CAP
que recibe
es procesad
r. La conex
SWITCH
+
ON
jo
dido
PITULO 1
la señal
da en un
xión del
ELABORAC
11 |TREN D
1.2.8. Dia
CION DE UN
DE FUERZA
agrama de l
FiguFU
N BANCO DID
MOTRIZ
las tomas d
FotF
ura 1.3. EsqueUENTE: TOY
DACTICO FU
de aire y va
tografía 1.4. FUENTE: Los
ema de conexiYOTA Motor
UNCIONAL
acios del car
Carburador s Autores.
iones de vacios, Manual del
rburador
os del carburadTaller, 1992.
CAP
dor
PITULO 1
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
12 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
1.2.9. Reparación del motor
El motor Toyota 2E utilizado en este proyecto nos fue entregado por la
Universidad Politécnica Salesiana quien consiguió el mismo a través de un convenio
con el estado para aprovechar algunos recursos del plan RENOVA, que consiste en
dar facilidades de adquisición de vehículos nuevos a los transportistas a cambio de la
entrega de sus unidades deterioradas, es por esto que el motor se encontraba
completamente deteriorado, he aquí las características en las que se nos entrego.
Bloque de cilindros con rotura en la parte posterior
Rines del segundo y tercer cilindro rotos
Pistón del segundo cilindro con fisuras.
Cilindros desgastados
Cigüeñal desgastado
Guías y asientos de válvula deteriorados
Válvulas de cuarto cilindro torcidas
Banda de distribución rota
Fugas de aceite en el cárter, retenes del cigüeñal, árbol de levas y distribuidor
Carcasa del distribuidor rota
Carburador sin conexiones eléctricas, de aire y vacíos
Bomba de agua corroída
Compresión en los cilindros inferior a 100psi
Motor consume aceite excesivamente
En consecuencia este motor no puede ser usado para la construcción del banco
didáctico sin previamente ser readecuado, para esto optamos por un reparación
completa, a continuación detallamos los trabajos, costos, y verificaciones realizadas.
Cilindros:
Rectificados sobre medida a: 0,50mm
Holgura del pistón: 0,18mm
Luz de puntas de rines: 0,25mm
Holgura axial de rines: 0,06mm
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
13 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
Rin de fuego: a 120º horario del frente del motor
Rin de compresión: a 180º horario del rin de fuego
Cigüeñal:
Luz de aceite en muñones de biela: 0,05mm
Luz de aceite en muñones de bancada: 0,05mm
Holgura axial cigüeñal: 0,20mm
Holgura axial de bielas: 0,20mm
Cabezote:
Rectificado a: 0,15mm
Juego válvulas – guías: 0,03mm(admisión), 0,07mm(escape)
TRABAJOS EN RECTIFICADORA Rectificada de cilindros 80,00 Rectificada de cigüeñal 30,00 Rectificada de asientos 12,00 Reconstrucción de guías de válvulas 60,00 Reconstrucción del bloque 60,00 Reconstrucción de la carcasa del distribuidor 60,00 Rectificada del cabezote 30,00 TOTAL: 312,00
REPUESTOS E INSUMOS Pistones 60,00 Rines 34,00 Chapas de biela 24,00 Chapas de bancada 28,00 Válvulas de admisión 35,00 Válvulas de escape 40,00 Bomba de aceite 50,00 Bomba de agua 45,00 Banda de distribución 12,00 Tensor de la distribución 12,00 Juego de empaques y retenes 42,20 Aceite 16,00 Filtro de aceite 3,00 Filtro de gasolina 1,00 Filtro de aire 6,00 Insumos varios para la reparación 40,00 TOTAL: 448,20
Tabla 1.2. Costos de reparación del motor FUENTE: RECTIFICADORA VASQUEZ, Cuenca-Ecuador, Julio de 2010.
Tabla 1.3. Costos de repuestos del motor FUENTE: AUTOCAR JW, Cuenca-Ecuador, Julio de 2010.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
14 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
1.3. Transmisión
La fuerza de empuje que se aplica al eje motriz es como consecuencia del par
motor transmitido a lo largo de toda la transmisión, y cuyo valor será el que sale por
el volante motor modificado en la caja de cambios, en el grupo reductor, en el
tamaño de las ruedas y en las pérdidas ocasionadas por rozamientos e inercias de los
diferentes componentes de la transmisión.
El sistema de transmisión a aplicarse en este proyecto se conoce generalmente
como sistema de tracción delantera, el mismo que tiene las siguientes características:
La potencia a transmitir se genera en un motor ubicado transversalmente.
Esta se transmite a la caja de cambios por un embrague de disco de fricción
La caja de cambios es mecánica y dispone de cinco marchas y reversa
El grupo reductor es de tipo diferencial paralelo y viene incluido en la carcasa
de la caja de cambios.
La transmisión hacia las ruedas se da mediante semiejes que se unen al grupo
reductor mediante juntas deslizantes llamadas tricetas.
1.3.1. Embrague
El embrague es el mecanismo que permite transmitir o interrumpir el
movimiento de giro de un eje a otro, cuando están alineados, en este caso del volante
motor al eje primario de la caja de cambios. El accionamiento se realiza mediante un
pedal por el propio conductor desde el interior del vehículo, cuando el pedal esta sin
Figura 1.4. Esquema del conjunto motor - transmisión FUENTE: Los Autores
MOTOR TRANSVERSAL
CAJA DE CAMBIOS
GRUPOREDUCTOR RUEDASEMBRAGUE SEMIEJES
TREN DE TRANSMISIÓN
ELABORAC
15 |TREN D
pisar, el
embragado
entonces q
El e
fricción, p
hidráulico
transmitir
la fricción
brusqueda
1.3.2. Caj
La c
un número
motor a un
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CION DE UN
DE FUERZA
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que esta des
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N BANCO DID
MOTRIZ
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DACTICO FU
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1.5. Disco y UENTE: Los
UNCIONAL
mite íntegra
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l grupo red
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CAP
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PITULO 1
que esta
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motor a
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numero
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ELABORAC
16 |TREN D
La p
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consecuen
que sale e
conducido
CION DE UN
DE FUERZA
potencia a la
y el número
cha la trans
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esta directam
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Fo
N BANCO DID
MOTRIZ
a entrada y
de vueltas,
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F
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DACTICO FU
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Fotografía 1.6FUENTE
. Tren de EngFUENTE:
UNCIONAL
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6. Caja de CaE: Los Autore
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mbios es la m
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Caja de Camb
CAP
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de dientes d
bios
PITULO 1
que varía
entre, en
ados, en
e vueltas
del piñón
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
17 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
A continuación analizaremos la transformación del par motor y numero de
vueltas que se presenta en cada una de las marchas de la caja de cambios, para eso
necesitamos definir la relación de transmisión que está dada por el numero de dientes
de los engranajes. Además recordemos que el motor nos proporciona 55kW a
6200rpm.
NUMERO DE DIENTES DE LOS ENGRANAJES
Marcha Piñón conductor Piñón conducido
Primera 11 39 Segunda 21 40 Tercera 29 38 Cuarta 32 33 Quinta 31 38 Retro 12 34
DATOS Designación Siglas Valor
Potencia del motor W 55kW Revoluciones del motor n 6200rpm Par motor M Nm Velocidad angular ω rad/sg Revoluciones a la salida de la caja n´ rpm Par a la salida de la caja M´ Nm Numero de dientes Z Relación de transmisión R
NmM
sgrad
WM
sgrad
rpm
n
MW
71.84
/26.649
55000
/26.64960
6200260
2
Tabla 1.4. Numero de dientes de los engranajes FUENTE: Los Autores
Tabla 1.5. Datos y siglas usadas en el análisis de marchas FUENTE: Los Autores
ELABORAC
18 |TREN D
Prim
Segu
CION DE UN
DE FUERZA
mera Marc
unda Marc
N BANCO DID
MOTRIZ
cha:
M
M
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R
nn
Z
ZR
1
1
1
1
1
cha:
RMM
R
nn
Z
ZR
2
22
12
22
2
Foto
DACTICO FU
Nm
Mn
nM
nM
rp
R
n
Z
Z
371.84
54.3
6200
311
39
1
1
1
11
21
NR
rpm
71.84
9.1
6200
9.121
40
2
ografía 1.8. PFUENTE: Lo
UNCIONAL
R
rppm
9.29954.3
17514
54.3
1
Nm
rp
169.1
15.3263
Primera Marchos Autores.
Nm
pm
9
Nm
pm
95.60
ha
CAP
PITULO 1
ELABORAC
19 |TREN D
Terc
CION DE UN
DE FUERZA
cera March
N BANCO DID
MOTRIZ
ha:
RMM
R
nn
Z
ZR
3
33
13
23
3
FotoF
FotogF
DACTICO FU
NR
rpm
71.84
31.1
6200
31.129
38
3
ografía 1.9. SFUENTE: Lo
grafía 1.10. TFUENTE: Lo
UNCIONAL
Nm
rpm
131.1
82.4732
egunda Marchos Autores.
Tercera Marchos Autores.
Nm
m
97.10
ha
ha
CAP
PITULO 1
ELABORAC
20 |TREN D
Cua
Qui
CION DE UN
DE FUERZA
arta March
nta March
N BANCO DID
MOTRIZ
ha:
RMM
R
nn
Z
ZR
4
44
14
24
4
ha:
RMM
R
nn
Z
ZR
5
55
15
25
5
Fot
DACTICO FU
NR
rpm
71.84
96.0
6200
96.033
32
4
NR
rpm
71.84
81.0
6200
81.038
31
5
tografía 1.11. FUENTE: L
UNCIONAL
Nm
rp
896.0
33.6458
Nm
rp
681.0
32.7654
Cuarta marcLos Autores.
Nm
pm
32.81
Nm
pm
61.68
ha
CAP
PITULO 1
ELABORAC
21 |TREN D
Rev
1.3.3. Gru
El g
piñón cor
transmitir
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CION DE UN
DE FUERZA
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M
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MOTRIZ
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2
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DACTICO FU
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rpm
R 71.84
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83.212
34
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del piñón y
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UNCIONAL
Nm
rpm
283.2
81.2190
ásicamente
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m
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PITULO 1
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ELABORAC
22 |TREN D
1.3.4. Sem
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F
CION DE UN
DE FUERZA
.
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N BANCO DID
MOTRIZ
R
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13. Corona he
DACTICO FU
P
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de hasta 55
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UNCIONAL
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69
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a diferencial dLos Autores.
a 1.14. SemiejE: Los Autores
miejes transv
ruedas aqu
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CAP
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PITULO 1
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s ruedas
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adaptan
untas que
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nto de la
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 1
23 |TREN DE FUERZA MOTRIZ
1.3.5. Diagrama de velocidades
Como se observo a lo largo de este capítulo las revoluciones y el par
entregados por el motor han sido modificados primero en la caja de cambios, luego
en el grupo reductor y por ultimo serán modificados en las ruedas y a partir de esto
podemos conocer la velocidad lineal del vehículo. Para esto se ha considerado un
neumático R13 (radio igual a 30cm) y recordemos que V=2.π.r.n (Velocidad es igual
a 2 por pi por el radio del neumático y por la revoluciones del mismo)
REVOLUCIONES A LA SALIDA DEL GRUPO REDUCTOR
RPM Motor Primera Segunda Tercera Cuarta Quinta
A 800rpm 52,43 97,69 141,69 193,35 229,15
A 2500rpm 163,85 305,29 442,78 604,22 716,11
A 6200rpm 406,36 757,11 1098,10 1498,45 1775,94
VELOCIDAD Km/h
RPM Motor Primera Segunda Tercera Cuarta Quinta
A 800rpm 5,92 11,04 16,01 21,85 25,89
A 2500rpm 18,52 34,50 50,03 68,28 80,92
A 6200rpm 45,92 85,55 124,09 169,33 200,68
Tabla 1.6. Revoluciones a la salida del grupo reductor Software: Microsoft Excel
FUENTE: Los Autores
Tabla 1.7. Velocidad lineal del vehículo Software: Microsoft Excel
FUENTE: Los Autores
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
24 | SISTEMAS DE TRASLACION
CAPITULO 2. SISTEMAS DE TRASLACION
2.1. Introducción
En este capitulo se dará a conocer los sistemas de traslación del banco didáctico
funcional, el cual consta del sistema de suspensión, sistema de frenos y sistema de
dirección asistida, se detallara el tipo de suspensión, frenos y dirección que posee el
banco, se indicara el respectivo desmontaje y reconstrucción de dichos elementos
que conforman el sistema de traslación los cuales serán montados en lo posterior en
la estructura del banco didáctico.
Además se realizara cálculos del sistema de traslación en los que amerite su
cálculo, para poder determinar el rango de medición del sensor a colocar en dicho
sistema, además se mostrara los cuadros de torque que indica el manual de taller
para dichos elementos.
2.2. Suspensión
Se llama suspensión al conjunto de elementos elásticos que se interponen entre
los órganos suspendidos (bastidor, carrocería, pasajeros y carga) y los órganos no
suspendidos (ruedas y ejes).
Su misión es absorber las reacciones producidas en las ruedas por las
desigualdades del terreno, asegurando así la comodidad del conductor y pasajeros del
vehículo y, al mismo tiempo, mantener la estabilidad y direccionabilidad de éste,
para que mantenga la trayectoria deseada por el conductor.
En la suspensión del banco didáctico realizaremos el proceso de desmontaje de
cada elemento de la suspensión, cabe recalcar que no realizaremos desmontaje del
vehículo, puesto que son partes ya desmontadas de otros vehículos, por lo cual
realizaremos el despiece de cada órgano de la suspensión para su respectiva
verificación, calculo y reconstrucción del mismo para luego realizar el montaje en la
estructura del banco didáctico funcional.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
25 | SISTEMAS DE TRASLACION
Además de lo especificado en lo anterior tomaremos medidas de los órganos de
la suspensión puesto que con estas medidas nos basamos para diseñar la estructura o
chasis del banco didáctico funcional, al igual que sus pesos para poder determinar el
tipo de material y tipo de perfil a utilizar en la construcción de la estructura, pero esto
lo veremos en el próximo capítulo.
El tipo de suspensión en el banco didáctico en el parte delantera es del tipo
McPherson es decir independiente y en la parte posterior es del tipo McPherson
también, con unos templones y barras que sujetan la mangueta posterior con la
carrocería, posee platos en la parte delantera.
Fotografía 2.1. Suspensión delantera Toyota FUENTE: Los Autores.
Fotografía 2.2. Suspensión Posterior FUENTE: Los Autores.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
26 | SISTEMAS DE TRASLACION
El sistema de suspensión "independiente" tiene un montaje elástico
independiente que no esta unido a otras ruedas. A diferencia del sistema rígido, el
movimiento de una rueda no se transmite a la otra y la carrocería resulta menos
afectada. El tipo de suspension delantera es del tipo Macpherson, cabe recalcar que
sus elementos estaban en buen estado por lo que no fue necesario cambiar de piezas,
tan solo se procedio a desarmar y tomar las medidas en cuanto a la altura y el ancho,
para poder despues diseñar las dimensiones de la estructura del banco didactico.
2.2.1 Desmontaje de la Suspension Delantera
Para desmontar la suspensión, lo haremos con cada elemento, primero
procedimos a desmontar la suspensión delantera y luego la posterior, para realizar
una inspección visual y someter a los elementos a esfuerzos para determinar si estos
estaban en buen estado, caso contrario serian reemplazados. El desmontaje se hace
según el grafico, y con la herramienta necesaria para este tipo de suspensión, fue
necesario comprimir los muelles con una prensa manual para muelles.
Figura 2.1 Suspensión Delantera FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
27 | SISTEMAS DE TRASLACION
A continuación realizamos una inspección de los elementos para ver el estado
de los mismos, estos elementos estaban deteriorados en su parte estética por lo que
fue necesario pintarlos con pintura anticorrosiva. El desmontaje se realizo en el orden
como indica el grafico anterior, se comprobó el estado de los amortiguadores
basculando o ejerciendo presión de arriba hacia abajo el vástago del amortiguador
para comprobar su estado, además se realizo una inspección visual de sus muelles y
rodillo en su parte superior.
Los platos de la suspensión están en buen estado, no existe deformación en los
mismos, salvo sus cauchos los cuales fueron cambiados por que ya estaban
deteriorados. Los rodillos fue necesario desmontarlos con la ayuda de una prensa
para luego realizar su respectivo engrase y verificación visual del estado de las
esferas de acero.
Las rotulas no fue necesario cambiarlas estaban en buen estado.
2.2.2 Desmontaje y Verificación de la Suspensión Posterior
Este tipo de suspensión es del tipo MacPherson, pues contiene brazos que van
sujetos a la carrocería, y templones que ayudan a estabilizar el automóvil, esta
suspensión consta de amortiguadores y resortes tipo cónico como veremos en el
siguiente grafico.
Figura 2.2 Suspensión Posterior FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
28 | SISTEMAS DE TRASLACION
Como vemos en el grafico esta suspensión tiene brazos y templon dispuestos
perpendicularmente uno a otro, además todos estos elementos van sujetos mediante
pernos a la mangueta.
El estado de los amortiguadores se verifico desplazando el vástago del
amortiguador ejerciendo carga de arriba hacia abajo para poder determinar que haya
amortiguamiento a la carga puesta. Pues estos estaba en buen estado por lo que no
fue necesario remplazarlos. El muelle y demás elementos de la suspensión fue
necesario una limpieza y engrase al igual que un revestimiento de pintura en su
superficie como vemos en el siguiente grafico. Los rodamientos posteriores fueron
lavados y engrasados.
A continuación desarmamos los platos, manzanas y rodamientos, de la
suspensión delantera como vemos en el siguiente grafico
Figura 2.3. Suspensión Posterior FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
29 | SISTEMAS DE TRASLACION
2.2.3 Montaje y Ajustes
Una vez realizadas las respectivas correcciones se procedieron a tomar las
medidas de la suspensión en cuanto a la altura del amortiguador, dimensiones de los
muelles, plato de suspensión, rotulas, además de verificar el estado de los
rodamientos, tomando las medidas nos darían una pauta para diseñar el banco en la
parte delantera y posterior.
Siguiendo con nuestro proceso de ensamblaje, procedimos a realizar el montaje
siguiendo el proceso inverso al desmontaje pero realizando también el respectivo
engrase de los elementos.
De la misma forma en la cual realizamos el montaje de la parte delantera
hicimos con la parte posterior.
Figura 2.4 Suspensión Delantera FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
30 | SISTEMAS DE TRASLACION
CUADROS DE TORQUES
DENOMINACION N.m
Perno que sujeta disco de freno 8,3
Tuerca de rotula 98
Tuerca de la punta de eje 245
Tuerca de sujeción rotula al plato 80
Tuerca de terminal con articulación 47
Tuerca de terminal 49
Perno que sujeta mordaza 88
2.3 DIRECCION
La dirección es uno de los sistemas de traslación del cual daremos a conocer su
estructura y el tipo de dirección que adaptaremos a nuestro banco didáctico
funcional, así como los elementos que componen, es decir cremallera, asistencia
hidráulica (bomba de dirección, cañerías), articulaciones, terminales, volante,
columna de dirección y demás elementos que componen el sistema de dirección.
Además los ángulos de la dirección como es el camber, caster, convergencia-
divergencia, será de mucha importancia estudiarlos en este capitulo, puesto que son
de mucha importancia para determinar el tipo de sensor a utilizar para tomar señales
según la modificación de los ángulos anteriormente mencionados.
Conoceremos la presión existente en el sistema hidráulico en la bomba de
dirección, mediante investigación del tipo de bomba que tenemos en nuestro banco
didáctico, es importante conocer el rango de medida de presión para determinar que
sensor colocaremos para tomar su medida.
2.3.1 Tipo de Direccion
El tipo de direccion de nuestro banco didactico es con asistencia hidraulica, con
un mecanismo de cremallera a continuación se muestra los componentes de este
Tabla 2.1. Torques de los componentes de la suspensión FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
31 | SISTEMAS DE TRASLACION
sistema de dirección, pero a mas de los componentes que se muestra en el grafico
tenemos también la bomba de dirección hidráulica.
2.3.2 Desmontaje del Sistema de Dirección
En nuestro caso el desmontaje lo hacemos con cada uno de los elementos de la
dirección para determinar el estado del mismo, para ello procedemos a desmontar los
elementos según el grafico del manual de taller Toyota que mostramos a
continuación. Comenzamos nuestro desmontaje con la cremallera, la cual se detalla
en despiece en el siguiente grafico.
Figura 2.5 Componentes del sistema de dirección FUENTE: mecanicavirtual.com
Figura 2.6 Esquema desmontaje cremallera FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
32 | SISTEMAS DE TRASLACION
Es importante tener cuidado con las cañerías y la rosca de los acoples en la
cremallera, pues no quisiéramos aislar la rosca, y así provocar una posible fuga de
presión. A continuación tenemos el despiece de la cremallera para después verificar
visualmente el estado de cada uno de los componentes de la misma, en nuestro caso
la cremallera estaba en buenas condiciones.
Figura 2.7 Esquema despiece cremallera FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
33 | SISTEMAS DE TRASLACION
A continuación desmontamos la bomba de dirección hidráulica para saber su
estado y para ello tenemos el siguiente grafico.
Figura 2.8 Esquema despiece cremallera FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
Figura 2.9 Esquema de despiece bomba de dirección hidráulica FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
34 | SISTEMAS DE TRASLACION
En este caso lo que procedimos fue cambiar los anillos de caucho (O ring)
existentes en esta bomba para evitar posibles fugas de líquido hidráulico
Seguimos con el desmontaje de la columna de dirección, para proceder a
desarmar nos ayudamos del siguiente grafico.
2.3.3 Montaje del Sistema de Dirección
Una vez limpios y pintados los elementos de la dirección procedemos al
montaje de los mismos en forma inversa al desmontaje y guiándonos de los gráficos
mostrados anteriormente y verificando la funcionalidad de cada uno ellos.
Figura 2.10 Esquema despiece columna de dirección FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
35 | SISTEMAS DE TRASLACION
2.3.4 Asistencia Hidráulica
El esquema de nuestro circuito hidráulico de dirección esta provisto de un
depósito de aceite hidráulico, bomba de presión, acumulador a presión, válvula
distribuidora, cilindro actuador, piñón y cremallera, como vemos en el siguiente
grafico.
Fotografía 2.4 Columna de dirección FUENTE: Los Autores
Fotografía 2.3. Cremallera FUENTE: Los Autores
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
36 | SISTEMAS DE TRASLACION
2.3.5 Alineación y Ángulos de la Dirección
La alineación es importante para alargar la vida de los neumáticos y evitar
vibraciones en el volante por un desajuste de estos ángulos de la dirección, para
nuestro banco didáctico es importante recordar los mismos puesto que en el cuarto
capitulo tendremos que medir los ángulos de la dirección como son el caster, camber
y la convergencia – divergencia.
2.3.5.1 Camber
Se llama también ángulo de caída al ángulo"Ac" que forma la prolongación del
eje de simetría de la rueda con el vertical que pasa por el centro de apoyo de la rueda.
Este ángulo se consigue dando al eje de la mangueta una cierta inclinación con
respecto a la horizontal. Tiene por objeto desplazar el peso del vehículo que gravita
sobre este eje hacia el interior de la mangueta, disminuyendo así el empuje lateral de
los cojinetes sobre los que se apoya la rueda.
Figura 2.11 Esquema básico de dirección hidráulica FUENTE: mecanicavirtual.com
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
37 | SISTEMAS DE TRASLACION
El valor del ángulo de caída (Ac), que suele estar comprendido entre treinta
minutos y un grado, hace disminuir el ángulo de salida (As), aunque mantiene se
mantiene dentro de unos límites suficientes.
Figura 2.12 Angulo de caída y sus efectos sobre la orientación de las ruedas FUENTE: mecanicavirtual.com
Figura 2.13 Ángulo de caída en suspensión independiente FUENTE: mecanicavirtual.com
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
38 | SISTEMAS DE TRASLACION
2.3.5.2 Caster
Se llama ángulo de avance, al ángulo (Aa) que forma la prolongación del eje
del pivote con el eje vertical que pasa por el centro de la rueda y en el sentido de
avance de la misma.
Cuando el empuje del vehículo se realiza desde las ruedas traseras
(propulsión), el eje delantero es arrastrado desde atrás, lo que supone una
inestabilidad en la dirección. Esto se corrige dando al pivote un cierto ángulo de
avance (Aa), de forma que su eje corte a la línea de desplazamiento un poco por
delante del punto (A) de apoyo de la rueda. Con ello aparece una acción de remolque
en la propia rueda que da fijeza a la dirección, haciendo que el punto (A) de apoyo
tienda a estar siempre en línea recta y por detrás de (B) punto de impulsión.
Al girar la dirección para tomar una curva la rueda se orienta sobre el punto (B)
fijado para el avance: esto hace que el punto (A) se desplace hasta (A´), creándose un
par de fuerzas que tiende a volver a la rueda a su posición de línea recta ya que, en
esta posición, al ser (d = 0), desaparece el par.
Figura 2.14 Ángulo de avance y sus efectos sobre la orientación de las ruedas FUENTE: mecanicavirtual.com
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
39 | SISTEMAS DE TRASLACION
De esta forma se consigue dar a la dirección fijeza y estabilidad, ya que las
desviaciones que pueda tomar la rueda por las desigualdades del terreno, forman este
par de fuerzas que la hacen volver a su posición de línea recta.
El ángulo de avance suele estar comprendido entre 0 y 4º para vehículos con motor
delantero
2.3.5.3 Convergencia - Divergencia
La convergencia o paralelismo de las ruedas delanteras es la posición que
ocupan las dos ruedas con respecto al eje longitudinal del vehículo. Este valor se
mide en milímetros y es la diferencia de distancia existente entre las partes delanteras
y traseras de las llantas a la altura de la mangueta; está entre 1 y 10 mm para
vehículos con propulsión y cero a menos 2 mm para vehículos con tracción.
El ángulo de caída (Ac) y el de salida (As) hace que la rueda esté inclinada
respecto al terreno y que al rodar lo haga sobre la generatriz de un "cono" lo que
implica que las ruedas tienden a abrirse. Para corregir esto se cierran las ruedas por
su parte delantera, con lo que adelanta el vértice del cono en el sentido de la marcha.
Figura 2.15 Angulo de avance en suspensión independiente FUENTE: mecanicavirtual.com
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
40 | SISTEMAS DE TRASLACION
El ángulo de convergencia (Av) o desviación angular de las ruedas con
respecto a la dirección de marcha, se expresa en función de las distancias (A) y (B) y
de la cota (h), o bien, del diámetro de la llanta (d). La formula para calcular este
ángulo es:
Para que el valor de la convergencia pueda ser positivo o negativo
(divergencia) depende de los valores que tengan los ángulos de caída, salida y,
Figura 2.16 Geometría que se forma como prolongación de la mangueta FUENTE: mecanicavirtual.com
Figura 2.17 Convergencia o paralelismo de las ruedas FUENTE: mecanicavirtual.com
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
41 | SISTEMAS DE TRASLACION
además, de que el vehículo sea de tracción delantera o propulsión trasera. El valor de
esta convergencia viene determinado por los valores de las cotas de caída, salida y
avance.
La convergencia, determinada en función del resto de las cotas de dirección,
debe mantenerse dentro de los límites establecidos por el fabricante ya que, cualquier
alteración produce la inestabilidad en la dirección; además debe ser igual en las dos
ruedas.
Una convergencia excesiva, al producir mayor tendencia en la orientación de
las ruedas para seguir la trayectoria en línea recta, produce un desgaste irregular en
los neumáticos que se manifiesta por el desgaste lateral que se produce en su banda
de rodadura.
En el caso de vehículos con tracción delantera, el problemas es distinto, el
esfuerzo de tracción de las ruedas produce un par que actúa en sentido contrario que
en el caso anterior, es decir tendiendo a cerrar las ruedas en vez de abrirlas, por
consiguiente para compensar esta tendencia será necesario dar a las ruedas un ángulo
de convergencia negativo (divergencia).
Figura 2.18 Disposición de ruedas convergencia-Divergencia FUENTE: mecanicavirtual.com
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
42 | SISTEMAS DE TRASLACION
CUADRO DE ALINEACION RUEDAS DELANTERAS
COTAS VALORES
CAMBER 1 Grados A 30 Min
CASTER 0 A 4 Grados
CONVER / DIVERGENCIA 0 a -2mm
2.4 Frenos
El sistema de frenos en un vehículo tiene la misión de reducir la velocidad,
hasta llegar a detenerlo si fuera preciso. El efecto de frenado consiste en absorber la
energía cinética producida por el vehículo en movimiento, energía que es
transformada en calor por el rozamiento mutuo entre los elementos de frenado, tales
como zapatas de freno y tambor, pastillas de freno con su disco, etc., y disipado a la
atmósfera.
En nuestro banco didáctico tenemos frenos delanteros que son del tipo de disco
y los posteriores que son del tipo de tambor, tiene servofreno y freno de mano los
cuales serán desmontados para su verificación y reconstrucción.
Las cañerías para nuestro circuito de frenos será de acuerdo a la ubicación de
de los órganos del sistema de frenos de nuestro banco didáctico, según ello se tomara
las medidas de la longitud de las cañerías para el circuito de frenos, puesto que las
mismas serán de acorde a las medidas del banco, además de la instalación del freno
de mano pero esto será expuesto en el siguiente capitulo que es la construcción del
banco por el momento nos limitaremos a realizar la reconstrucción de los elementos
del sistema de frenos.
El calculo de la presión es de suma importancia para poder determinar un
sensor capaz de medir presión muy alta, puesto que en el sistema de frenos es donde
mayor presión existe en el fluido al aplicar los frenos, para calcular nos basaremos en
el diámetro de los bombines y bomba de freno.
Tabla 2.2 Cotas de reglaje FUENTE: Los Autores
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
43 | SISTEMAS DE TRASLACION
2.4.1 Tipo de frenos
El tipo de frenos que tenemos en nuestro banco didáctico funcional es de disco
en la parte delantera y de tambor en la parte posterior, a continuación detallaremos el
desmontaje de los elementos de los frenos con sus respectivas descripciones.
Frenos de disco.
Este tipo de freno adoptado en la mayoría de los vehículos de turismo, tiene la
ventaja sobre el freno de tambor de que su acción se frenado es mas enérgica,
obteniendo, por tanto, un menor tiempo de frenado que se traduce en una menor
distancia de parada. Ello es debido a que elementos de fricción van montados al aire,
al disponer de una mejor refrigeración, la absorción de energía y transformación en
calor se puede realizar más rápidamente.
Figura 2.20 Frenos de disco
FUENTE: mecanicavirtual.com
Figura 2.19 Esquema básico de un circuito de frenos FUENTE: mecanicavirtual.com
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
44 | SISTEMAS DE TRASLACION
Frenos de tambor.
Este tipo de freno esta constituido por un tambor, que es el elemento móvil,
montado sobre el buje de la rueda por medio de unos tornillos o espárragos y tuercas,
del cual recibe movimiento, y un plato de freno, elemento fijo sujeto al puente o la
mangueta. En este plato van instalados los elementos de fricción, llamados ferodos, y
los mecanismos de accionamiento para el desplazamiento de las zapatas.
2.4.2 Desmontaje y Verificación
A continuación realizamos el desmontaje de los frenos delanteros que son del
tipo de disco, para verificar el estado de los mismos, para ello mostramos un grafico.
Figura 2.22 Despiece de Frenos de disco
FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
Figura 2.21 Frenos de tambor FUENTE: mecanicavirtual.com
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
45 | SISTEMAS DE TRASLACION
En este caso los discos estaban desgastados ya estaban en su limite, y
presentaban acanaladuras en el disco, el estado de las pastillas estaban en medio uso,
y demás componentes como calipers o pasadores de las mordazas estaban en buen
estado.
A continuación realizamos el desmontaje de los frenos posteriores que son del
tipo de tambor, para ello mostramos el siguiente despiece.
El estado de los bombines y demás elementos están en buenas condiciones por
lo que es necesaria una limpieza de los mismos para luego proceder al montaje.
Figura 2.23 Despiece de frenos de tambor Toyota FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
Fotografía 2.5 Freno de tambor FUENTE: Los autores
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
46 | SISTEMAS DE TRASLACION
Siguiendo con el proceso de desmontaje procedemos a desarmar el servofreno
para verificar su estado, mostramos el siguiente despiece.
2.4.3 Montaje y Ajustes
El proceso de montaje lo hacemos en forma contraria al desmontaje, viendo el
manual de reparación, y con las respectivas piezas limpias, y en el caso de los discos
una rectificada al igual que los tambores. Para los pares de torsión a los distintos
pernos que sujetan los elementos del sistema de frenos fue necesario utilizar el
cuadro de especificaciones de torque según el manual de taller para dicho vehículo.
DENOMINACION N.m
Cilindro maestro - tapón de sujeción 10
Cilindro maestro – reservorio 1.7
Cilindro maestro - al servo freno 13
Tuercas de sujeción de bomba al servofreno 25
Servofreno con pedal de freno 14
Pernos de sujeción a los calipers 25
Pernos de sujeción de mordaza 88
Tuerca de cañería 15
Figura 2.24 Bomba y servofreno Toyota FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
Tabla 2.3 Datos Técnicos del motor Toyota 2E FUENTE: TOYOTA Motors, Manual del Taller, 1992.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 2
47 | SISTEMAS DE TRASLACION
2.4.4 Cálculos de Frenos
Calculo de presión
Para calcular la presión tenemos que tener los datos de los diámetros de la
bomba, y un valor aproximado de la fuerza que ejerce el pie del conductor.
DATOS:
Diámetro bomba de freno = in
Fuerza pie conductor = 7000N
Puesto que la presión es la misma en todos los puntos, el Cálculo de la presión
en el circuito es:
Para conocer el valor de la fuerza que ejerce en el bombín tenemos:
DATOS:
Diámetro de bombín =
Presión del circuito =
Tenemos que,
ELABORACIÓN DE UN BANCO DIDÁCTICO FUNCIONAL CAPITULO 3
48 | DISEÑO DEL BANCO
CAPÍTULO 3. DISEÑO DEL BANCO
3.1. Introducción
En este capítulo se muestra el proceso de diseño, calculo y construcción del
banco didáctico, partiendo de las necesidades específicas y de la dimensión de los
elementos que conforman el banco.
Para el diseño es necesario tomar en cuenta la funcionabilidad, disposición,
tamaño de los componentes, así como cada uno las partes que se incluirán en el
banco: motor, transmisión, suspensión, dirección, frenos, radiador, tanque de
combustible, batería, asiento del operador, computador, tarjeta electrónica, panel de
mandos, pantalla de visualización.
Una vez definido el tamaño y disposición del banco procederemos a calcular
los esfuerzos en el mismo mediante la aplicación de software Inventor, adecuado
para el diseño de máquinas.
3.2. Definición de las especificaciones del Diseño.
Para realizar el diseño estructural y mecánico del banco se tiene que tener
en cuenta las condiciones y características de funcionamiento y definir
plenamente la geometría más eficiente, ergonómica y factible de construcción.
3.2.1. Definición de las Funciones y Características para el Banco.
El diseño del banco será realizado tomando en cuenta las siguientes funciones
y características para el banco.
El diseño debe ser funcional, práctico, económico y seguro.
Deberá tener una facilidad de acceso para trabajar didácticamente.
Deberá cumplir con todas las especificaciones técnicas para su construcción.
Se tomara en cuenta las normas básicas de seguridad y funcionalidad.
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49 | DISEÑ
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ón: llevada
es parámetr
los ejes prin
os ejes prin
al Máxima.
mo.
a 3.9. Análisis
FUENTE:
UNCIONAL
mediante el
miento sigui
torno: a la
ingreso de
arse: tal com
a cabo por
ros de cálcu
ncipales.
ncipales.
s estructural.
Los Autores.
l modelo m
iente:
a Geometría
cargas a ser
mo se muest
el software
ulo.
Mallado
CAP
matemático
a establecid
r analizadas
tra en la figu
e de diseño
PITULO 3
de Von
da, tales
s.
ura 3.9.
; en este
ELABORAC
56 | DISEÑ
4. Int
estructura
los elemen
Así
el análisis
El e
resultado
generan d
mayor sup
caja de ca
no sobrep
la estructu
El e
aquel esfu
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
terpretació
virtual con
ntos.
entonces se
, para lo cua
esfuerzo m
de aplicar
dicho esfuer
perficie a e
ambios y la
asar el esfu
ura no fracas
esfuerzo má
uerzo que s
N BANCO DID
CO
ón de Res
nstruida será
e procede a
al se muestr
máximo equ
todas las c
rzo general
esforzarse se
columna q
uerzo máxim
sara.
áximo sobre
se produce
Figura 3.1
DÁCTICO FU
ultados O
á o no capa
determinar
ra en la figu
uivalente es
argas sobre
sobre toda
e encuentra
que sostiene
mo permisib
e los ejes p
como resul
10. Esfuerzo
FUENTE: L
UNCIONAL
btenidos:
az de soport
el esfuerzo
ura 3.10
s aquel esf
e la estructu
a la estructu
a en la zona
e a los amor
ble por el m
principales
ltado de ap
máximo equi
os Autores.
En el cua
tar las carga
máximo eq
fuerzo que
ura y estas
ura. Se pue
a donde se
rtiguadores
material dad
mostrado e
licar todas
ivalente
CAP
al se analiz
as y condic
quivalente m
se produc
al ser distr
ede aprecia
asienta el
delanteros
do, se consid
en la figura
las cargas
PITULO 3
za si la
iones de
mediante
ce como
ribuidas,
ar que la
motor –
, pero al
dera que
a 3.11 es
sobre la
ELABORAC
57 | DISEÑ
estructura
cada viga
considera
aplicar pa
los ejes pr
material, p
El e
aquel esfu
estructura
cada viga
mínimo qu
esfuerzo m
permisible
fracasará.
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
y estas al s
analizada,
la inercia d
ara romper l
rincipales t
por lo que s
esfuerzo mí
uerzo que s
y estas al s
analizada,
ue se deber
máximo sob
e dado por
F
N BANCO DID
CO
ser distribuid
y es quizá
de cada una
la estructur
tampoco sob
e considera
ínimo sobre
se produce
ser distribuid
este consid
ría aplicar p
bre los ejes
r el materi
igura 3.11. E
DÁCTICO FU
das, generan
uno de los
a de las vig
ra. Se puede
brepasa el
a que la estru
e los ejes p
como resul
das, generan
dera la inerc
para rompe
principales
ial, por lo
Esfuerzo máxi
FUENTE: L
UNCIONAL
n un esfuerz
s esfuerzos
gas y el esf
e apreciar q
esfuerzo m
uctura no fr
principales m
ltado de ap
n un esfuerz
cia de cada
er la estruct
s tampoco s
que se co
imo sobre eje
Los Autores.
zo sobre los
a mas tene
fuerzo máx
que el esfue
máximo perm
racasará.
mostrado e
licar todas
zo sobre los
una de las
tura. Se pue
sobrepasa e
onsidera qu
es principales
CAP
s ejes princi
er en cuenta
imo que se
erzo máxim
misible dad
en la figura
las cargas
s ejes princi
vigas y el
ede aprecia
el esfuerzo
ue la estruc
s
PITULO 3
ipales de
a ya que
e debería
mo sobre
do por el
3.12 es
sobre la
ipales de
esfuerzo
ar que el
máximo
ctura no
ELABORAC
58 | DISEÑ
La d
aplicadas
deformaci
resultado
máxima se
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
deformación
se determ
ión máxima
se tiene qu
eria de 0,89
F
N BANCO DID
CO
n longitudi
mina en la
a y mínima
ue la defor
9626mm.
igura 3.12. E
DÁCTICO FU
inal que se
figura 3.1
a producir
rmación lon
Esfuerzo míni
FUENTE: L
UNCIONAL
e produce c
13; esta de
rse como re
ngitudinal
mo sobre eje
Los Autores.
como resul
escribe las
esultado de
mínima ser
s principales
CAP
ltado de las
zonas crít
las cargas,
ria de 0 m
PITULO 3
s cargas
ticas de
y como
mm, y la
ELABORAC
59 | DISEÑ
El fa
las cargas
es de 10,
los materi
de ningun
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
factor de seg
establecida
luego de co
ales más ad
a forma.
N BANCO DID
CO
guridad des
as, se tiene
onsiderar la
decuados; p
Figura 3.13.
DÁCTICO FU
scribe cuan
que el míni
a geometría
or lo que se
. Deformació
FUENTE: L
UNCIONAL
seguro ser
imo factor d
mas optim
e garantiza q
ón longitudina
Los Autores.
rá el banco
de segurida
ma y funcion
que el banc
al del banco
CAP
a la dispos
ad para la es
nal para el b
co no podrá
PITULO 3
sición de
structura
banco, y
fracasar
ELABORAC
60 | DISEÑ
3.4. Ensam
Den
el perfil a
mm con u
Ade
ensambles
siguientes
Es a
estructura
diferentes
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
mble del Ba
ntro del anál
ser aplicad
un espesor d
emás, para
s de esquina
.
así que el ba
superior d
bases y dis
N BANCO DID
CO
anco.
lisis estruct
do para la e
de 2 mm.
la fabricac
as, y una su
anco comien
de los eleme
spositivos qu
Figu
DÁCTICO FU
tural median
structura de
ción del B
uelda # 601
nza a ensam
entos a mon
ue sostendr
ra 3.14. Facto
FUENTE: L
UNCIONAL
nte el softw
el banco es
Banco se u
11, tal como
mblarse por l
ntarse, lueg
án los difer
or de segurid
os Autores.
ware utilizad
un perfil cu
utiliza corte
o se muestr
las columna
go se proce
rentes eleme
dad
CAP
do, se estab
uadrado de
es a 45° p
ra en las fot
as que soste
ede a ensam
entos.
PITULO 3
lece que
60 x 60
para los
tografías
endrán la
mblar las
ELABORAC
61 | DISEÑ
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
F
N BANCO DID
CO
Fotografía 3.1
F
Fotografía
DÁCTICO FU
1. Ensamble d
FUENTE: Lo
3.2. Ensamb
FUENTE: L
UNCIONAL
de columnas
os Autores.
le de soporte
Los Autores.
y soportes
e posterior
CAPPITULO 3
ELABORAC
62 | DISEÑ
Lueg
final del b
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
go del ensa
banco, tal co
N BANCO DID
CO
amble total
omo se mue
Fotografía 3
Fo
DÁCTICO FU
del banco,
stra en la fo
3.3. Ensamble
FUENTE: L
otografía 3.4.
FUENTE:
UNCIONAL
se obtiene
otografía 3.4
e del soporte
Los Autores.
. Ensamble fi
Los Autores.
como resul
4.
e delantero
inal
CAP
ltado la disp
PITULO 3
posición
ELABORAC
63 | DISEÑ
3.5. Mont
Para
distintas b
- Mo
se fabrica
una tercer
fotografía
- Sis
para el vo
fotografías
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
taje de elem
a el montaje
bases y dispo
otor y Caja
3 bases, la
ra en la pa
.
stema de D
lante, crem
s.
N BANCO DID
CO
mentos en e
e de los elem
ositivos den
a de Camb
as cuales 2
arte central
Dirección: p
allera, y de
Fotografía 3
DÁCTICO FU
el Banco.
mentos en el
ntro de ellos
bios: Para e
de ellas est
del conjun
para el sist
más elemen
3.5. Montaje
FUENTE: L
UNCIONAL
l banco, se p
s, así:
el montaje d
tán dispuest
nto motor-c
tema de dir
ntos auxiliar
de motor y tr
Los Autores.
procede a in
del motor y
tas a los lat
caja, como
rección se c
res, tal com
ransmisión
CAP
nstalar y aco
la caja de
terales del b
se muestra
construye u
mo se muestr
PITULO 3
oplar las
cambios
banco, y
a en la
una base
ra en las
ELABORAC
64 | DISEÑ
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
F
N BANCO DID
CO
Fotografía 3.
Fotogra
DÁCTICO FU
6. Montaje d
FUENTE:
fía 3.7. Mont
FUENTE: L
UNCIONAL
de la columna
Los Autores.
taje de la crem
Los Autores.
a de la direcci
mallera
CAP
ión
PITULO 3
ELABORAC
65 | DISEÑ
- Sis
construyen
suspensión
ensamble
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
stema de
n los distin
n, tanto de
y acople de
Fot
N BANCO DID
CO
Suspensión
ntos soport
elanteros c
el sistema de
Fotografía 3
tografía 3.9. M
DÁCTICO FU
n: Para el
tes para los
como poste
e frenos, mo
3.8. Montaje
FUENTE:
Montaje del s
FUENTE:
UNCIONAL
montaje d
s amortigua
eriores, que
ostradas en
de la suspens
Los Autores.
soporte móvil
Los Autores.
del sistema
adores, y p
edando dis
las fotograf
sión delanter
l del amortigu
CAP
de suspen
para los br
ponible y
fías.
ra
uador
PITULO 3
nsión se
razos de
listo el
ELABORAC
66 | DISEÑ
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
F
N BANCO DID
CO
Fotografía 3.1
Fotografía 3
DÁCTICO FU
10. Montaje d
FUENTE: L
3.11. Montaj
FUENTE: L
UNCIONAL
de la suspensi
Los Autores.
e final de la s
Los Autores.
ión posterior
suspensión
CAPPITULO 3
ELABORAC
67 | DISEÑ
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
F
N BANCO DID
CO
Fotografía 3.1
Fotografía
DÁCTICO FU
12. Montaje d
FUENTE
a 3.13. Dispos
FUENTE:
UNCIONAL
de la bomba d
E: Los Autores
ición del fren
Los Autores.
de freno y pe
s.
no delantero
CAP
edales
PITULO 3
ELABORAC
68 | DISEÑ
- Sis
combustib
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
stema de A
ble se instala
Fo
N BANCO DID
CO
Alimentaci
a las bases q
Fotografía
otografía 3.15
F
DÁCTICO FU
ón de Com
que la sujet
3.14. Disposi
FUENTE: L
5. Montaje de
FUENTE: Lo
UNCIONAL
mbustible
ará, tal com
ción del freno
Los Autores.
el tanque de c
os Autores.
(Tanque):
mo se muestr
o posterior
combustible
CAP
para el tan
ra en la foto
PITULO 3
nque de
ografía.
ELABORAC
69 | DISEÑ
Una vez m
los secund
común.
Ra
As
Ba
Fa
Pa
Ot
CIÓN DE UN
ÑO DEL BANC
montados lo
darios, en
adiador
siento
atería
aros
anel de contr
tros
N BANCO DID
CO
os compone
los lugares
rol
Fotogra
DÁCTICO FU
entes princi
s correspon
afía 3.16. Disp
FUENTE:
UNCIONAL
pales proce
ndientes, lo
posición final
: Los Autores
edemos a ad
más parec
l del banco
.
CAP
decuar cada
cido a un v
PITULO 3
a uno de
vehículo
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 4
70 |VISUALIZACION DE PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
CAPITULO 4. VISUALIZACION DE PARAMETROS DE
FUNCIONAMIENTO
4.1. Introducción
En este capítulo se presenta los diferentes parámetros de funcionamiento del
vehículo que serán mostrados o visualizados en este proyecto, para conseguir esto es
necesario convertir las señales físicas de cada uno de los mecanismos en señales
eléctricas, esto se logra mediante sensores o transductores, la señal de estos es
enviada a un controlador aquí se procesa y se comunica con un computador donde
mediante un software adecuado se puede administrar estos datos y mostrarse de una
forma gráfica y didáctica. El software que se usara en este proyecto es LABVIEW.
Las señales físicas que se medirán en este proyecto son: presión, temperatura,
posición, ángulo, nivel, velocidad.
4.2. Parámetros de Funcionamiento del Tren de Fuerza Motriz
Los parámetros de funcionamiento que mostraremos del tren de fuerza motriz son:
DEL MOTOR
Revoluciones por minuto (rpm)
Aceleración (Porcentaje de apertura de la mariposa del acelerador)
Temperatura (En el sistema de enfriamiento o refrigeración)
Presión de aceite
Nivel de combustible en el tanque
Indicador de carga del alternador (voltaje)
EN LA TRANSMISION
Revoluciones por minuto en cada semieje
Marcha o cambio
Velocidad calculada del vehículo a partir de las rpm.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 4
71 |VISUALIZACION DE PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
En la figura se muestra un esquema de los parámetros de funcionamiento que
se van a visualizar y a continuación analizaremos detalladamente cada uno de estos.
Figura 4.1. Esquema de los Datos a Visualizar FUENTE: Los Autores
4.2.1. Revoluciones Por Minuto (RPM)
Las revoluciones por minuto del motor están dadas por el cigüeñal, y para
determinar las mismas se usan los sensores de posición los mismos que proveen tres
tipos de información: a) la posición de un componente, b) la velocidad del
componente y c) el cambio de velocidad del componente. Al decir componentes nos
referimos a cuerpos metálicos en movimiento; en nuestro caso se trata de cigüeñales
y árboles de levas, pero la aplicación de sensores de detección y medición de
movimiento de componentes metálicos es universal en cualquier área de ingeniería
de diseño de máquinas en movimiento. El Sensor de Posición del Cigüeñal y el
Sensor de Posición del Árbol de Levas vienen en tres tipos: a) Captador Magnético
b) Efecto Hall c) Sensor Óptico.
ELABORAC
72 |VISUA
En e
distribuido
Una
tomamos d
señal tipo
5Vcc pues
CION DE UN
LIZACION D
este caso esp
or de encend
F
a vez obteni
del corte qu
digital, la
sto que el PI
N BANCO DID
DE PARAME
pecífico usa
dido el cual
Fotografía 4.
Fotografí
ida la señal
ue hace en e
cual es pro
IC no sopor
DACTICO FU
TROS DE FU
aremos la se
l está monta
1. Sensor de FUENTE: L
ía 4.2. Señal FUENTE: L
del distribu
el negativo
ocesada en
rta 12V que
UNCIONAL
UNCIONAMI
eñal proven
ado directam
Posición del DLos Autores
para cálculo dLos Autores
uidor, que e
de la bobin
el PIC 16F
e originalme
ENTO
niente del se
mente sobre
Distribuidor
de RPM
es del tipo p
na, de esta m
F819 pero c
ente nos da
CAP
ensor magné
e el árbol de
pulsante, pu
manera tene
con voltaje
la bobina.
PITULO 4
ético del
e levas.
uesto que
mos una
menor a
ELABORAC
73 |VISUA
Esta
al cual lle
pulsos 5V
esta seña
programac
RPM, com
Com
visualizac
las revoluc
Labview q
que se le i
Cab
nuestro m
Las
disponemo
CION DE UN
LIZACION D
a señal es lo
egan todas l
V_0V y esta
al en el p
ción en blo
mo se muest
Figura 4.2
mo vemos s
ión muestre
ciones por m
que visualiz
imprima al m
e recalcar
otor para vi
señales de
os de tres P
N BANCO DID
DE PARAME
ocalizada en
as señales d
a mediante
programa L
ques de tal
tra a continu
2. Visualizac
se realiza u
e rpm, que
minuto de u
za las rpm
motor.
Figura 4
que hay qu
isualizar el t
las rpm de
PICs 16F81
DACTICO FU
TROS DE FU
n uno de los
de los parám
comunicac
Labview, e
l manera qu
uación.
ción del DiagraFUENTE: L
unas transfo
es la unida
un motor, a
del motor,
4.3. VisualizaFUENTE: L
ue tomar en
tacómetro,
el motor y d
19 uno en ca
UNCIONAL
UNCIONAMI
puertos de
metros desc
ión tipo ser
en donde
ue podamos
ama de bloquLos Autores
ormaciones
ad que en to
continuació
el cual var
ación rpm del Los Autores
n considera
en este caso
de los ejes,
ada tarjeta,
ENTO
nuestro PIC
critos anteri
rial hacia la
se realizan
s visualizar
es de Rpm de
de unidad
odos los tac
ón se mues
ría de acuer
motor
ación el ran
o va de 0 a 7
, llegaran a
exclusivas
CAP
C principal
iormente, re
a PC, es vis
n un esqu
en las unid
el motor
des, para qu
cómetros re
tra un tacóm
rdo a la ace
ngo de rég
7000 rpm.
los PICs
solo para m
PITULO 4
16F884,
ecibe los
sualizada
uema de
dades de
ue en la
epresenta
metro de
eleración
imen de
16F819,
medir las
ELABORAC
74 |VISUA
revolucion
medida se
puesto que
después
4.2.2. Tem
Este
ubicado e
actualidad
usaremos
motores d
con la tem
Este
carcasa y u
procesado
tensión, y
CION DE UN
LIZACION D
nes, debido
ea exacta, co
e visualizar
mperatura
e sensor me
en la toma
d existe un
un NTC de
de vehículos
mperatura, a
F
e sensor tie
un conector
or es necesa
tendremos
N BANCO DID
DE PARAME
o a que cad
on esto con
remos estas
edirá la tem
de agua d
na gran va
ebido a su s
s. Este sens
mayor temp
Figura 4.4. Di
ene una res
r en el cual
ario transfor
una señal d
DACTICO FU
TROS DE FU
da PIC tien
nseguimos a
tres revolu
mperatura d
el cabezote
ariedad de
encillez, fia
sor no es m
peratura me
iagrama del seFUENTE: L
sistencia qu
se obtiene l
rmarla en v
de voltaje an
UNCIONAL
UNCIONAMI
ne un conta
además que
ciones al m
del refriger
e cerca de
sensores d
abilidad, baj
más que una
enor resisten
ensor de tempLos Autores
ue está con
la señal. Pa
voltaje para
nalógica que
ENTO
ador intern
e el PIC prin
mismo tiemp
rante del m
la base de
de temperat
ajo costo y e
resistencia
ncia.
peratura NTC
nectada a m
ara ingresar
a ello usarem
e puede ser
CAP
no que hace
ncipal no s
po como lo v
motor (ECT
el termostat
tura pero n
es el más co
a eléctrica q
masa a travé
esta señal a
mos un par
leída en un
PITULO 4
e que la
e sature,
veremos
T) y está
to, en la
nosotros
omún en
que varía
és de la
a nuestro
rtidor de
n PIC.
ELABORAC
75 |VISUA
La s
vimos en
posee nue
diagrama
Para
medidas c
para saber
nos mostra
CION DE UN
LIZACION D
Figu
señal de la
el anterior
estro PIC
de bloques.
Figura
a obtener la
con la ayuda
r la tempera
aba en Labv
N BANCO DID
DE PARAME
ura 4.5. Esque
temperatur
gráfico, es
16F884 y
a 4.6. Diagram
ecuación d
a de una term
atura en gra
view el sens
DACTICO FU
TROS DE FU
ema de conexFUENTE: L
ra del agua
sta señal lle
es visualiz
ma de bloquesFUENTE: L
de la temper
mocupla co
ados centígr
sor de temp
UNCIONAL
UNCIONAMI
xión del sensorLos Autores
a del motor
ega a una d
zada en La
s temperatura Los Autores
ratura del re
olocada en e
rados del ag
eratura, obt
ENTO
r de temperatu
r, es del tip
de las entra
abview med
refrigerante m
efrigerante d
el depósito d
gua, y toman
teniendo el
CAP
ura
po analógic
adas analóg
diante el s
motor
del motor, t
de agua refr
ndo los valo
siguiente cu
PITULO 4
ca como
icas que
siguiente
omamos
rigerante
ores que
uadro.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 4
76 |VISUALIZACION DE PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
Cuadro 4.1. Datos de medición temperatura
FUENTE: Los Autores
Interpolando estos datos con la ayuda de una calculadora, obtenemos la siguiente
función.
xy 0029,05,139
donde,
y = Valor en °C
x = Valor que mide sensor de temperatura
Como vemos los coeficientes de la función de la temperatura están ingresados
en el diagrama de bloques anterior, con esto visualizamos en nuestro menú principal
con un indicador de temperatura de Labview
Medida
Temperatura °C
773 23,6
760 23,4
740 23,4
700 23,5
690 23,6
670 23,7
660 24,4
450 37,8
400 44,4
390 44,5
370 45
320 56,5
300 61,3
263 70
ELABORAC
77 |VISUA
4.2.3. Pres
La p
generalme
ejercida p
cargado c
cualitativa
usado actu
una etapa
sus lados
acción. E
diferentes
membrana
margen de
gruesas y
curvatura
entre sus l
obtener s
sensores d
aceite y m
1000 kPa
CION DE UN
LIZACION D
F
sión de Ace
presión pue
ente se mid
por una fue
on un peso
a cuando se
ualmente (t
mecánica in
está somet
l diámetro
márgenes d
as relativam
e 1 a 0,1 m
de reducid
de la memb
lados superi
ensores pa
de presión d
miden la pre
o 0,5 a 10,0
N BANCO DID
DE PARAME
Figura 4.7. V
eite
ede definirs
de compara
rza conocid
o o cualquie
e le aplica la
también en
ntermedia c
tida a la pr
y el groso
de presión.
mente grand
mm. Por el c
do diámetro
brana depen
ior e inferio
ara medir p
de aceite est
sión absolu
00 bar.
DACTICO FU
TROS DE FU
Visualización FUENTE: L
e como una
ativamente,
da (de una
er otro elem
a presión). E
el automóv
constituida p
resión a me
or de esta
Para la me
des, cuya de
contrario, la
o, que en g
nde en real
or. Por cons
presiones a
tán montado
uta del aceit
UNCIONAL
UNCIONAMI
indicador de t
Los Autores
a fuerza po
buscando
columna lí
mento que
El método
vil) utiliza,
por una del
edir, y se d
membrana
dición de p
eformación
as presiones
general se
idad de la d
siguiente, d
absolutas, r
os en el bloc
e Su marge
ENTO
temperatura
or unidad de
el equilib
íquida, un
pueda sufri
de detecció
para la ob
gada memb
deforma má
a pueden se
presiones ba
puede enc
s altas exig
deforman s
diferencia d
dependiendo
relativas o
ck del moto
en de presio
CAP
e área o su
rio con la
resorte, un
ir una defo
ón de presio
btención de
brana que en
ás o menos
er adaptado
ajas hay que
contrarse de
en membra
sólo pocos
de presión e
o de esto, se
diferencial
or cerca del
nes se sitúa
PITULO 4
uperficie,
presión
émbolo
ormación
ones más
señales,
n uno de
bajo su
os a los
e utilizar
entro del
anas más
µm. La
existente
e pueden
les. Los
filtro de
a en 50 a
ELABORAC
78 |VISUA
El s
esencial es
que lleva
cuatro resi
mecánica.
Segú
membrana
medición
mecánicas
están disp
membrana
que dismi
dispuestas
modifican
medición.
medición
resulta un
individual
la membra
a un vació
presión.
CION DE UN
LIZACION D
sensor usad
s la "célula
grabada un
istencias de
ún cuál sea
a de la célu
sobre la m
s producida
puestas sob
a (1) aumen
inuye la mi
s en un pu
ndo también
Debido a
es, pues, un
a tensión d
l. El puente
ana que no
ó de refere
N BANCO DID
DE PARAME
Fotografí
do en este p
de sensor".
na membra
e medición (
a la magni
ula del sens
membrana m
s (efecto pi
bre el chip
nta la resiste
isma en las
uente Whea
n la relació
ello se mo
na medida p
e medición
Wheatstone
queda some
encia (3), de
DACTICO FU
TROS DE FU
ía 4.3. SensorFUENTE: L
proyecto es
. Ella consta
ana delgada
(R1, R2), cu
itud de la
sor (pocos
modifican su
ezorresistiv
de silicio
encia de do
s dos restan
atstone, deb
ón de las te
odifica la te
para la pres
n más alta q
e permite ob
etida a la pr
e modo qu
UNCIONAL
UNCIONAMI
r de presión dLos Autores
s de tipo m
a de un chip
a (1). Sobre
uya resisten
presión se
micrómetro
u resistenci
vo). Las resi
(2) de tal
s de las resi
ntes. Las r
bido al cam
ensiones elé
ensión de m
sión en la m
que al evalu
btener así u
resión de m
ue el sensor
ENTO
de aceite
micro mecán
p de silicio
e la membr
ncia eléctric
curva de
os). Las cua
ia eléctrica
istencias de
forma que
istencias de
resistencias
mbio de las
éctricas en
medición (U
membrana.
uarse solame
una alta sens
medición se
r mide el v
CAP
nico cuyo e
(2) micro m
rana hay di
a varia bajo
manera di
atro resisten
a bajo las te
e medición (
e al deform
e medición,
de medició
resistencia
las resisten
UA). La ten
Mediante e
ente una res
sibilidad. El
encuentra e
valor absolu
PITULO 4
elemento
mecánico
ispuestas
o tensión
stinta la
ncias de
ensiones
(R1, R2)
marse la
a la vez
ón están
as se va
ncias de
nsión de
el puente
sistencia
l lado de
expuesto
uto de la
ELABORAC
79 |VISUA
El s
misión de
de linealiz
a 5V. Med
Este
microproc
CION DE UN
LIZACION D
istema elec
amplificar
zar la curva
diante una c
Figur
Figura 4.9
e sensor nos
cesador.
N BANCO DID
DE PARAME
ctrónico eva
la tensión d
característi
curva caract
ra 4.8. EsqueFU
9. Curva caracFU
s proporcion
DACTICO FU
TROS DE FU
aluador com
de puente, d
ica de presi
terística pro
ema de un sensUENTE: www
cterística de unUENTE: www
na una seña
UNCIONAL
UNCIONAMI
mpleto está
de compensa
ión. La tens
gramada se
sor de presiónw.mecanicavir
n sensor de prw.mecanicavir
al analógica
ENTO
integrado e
ar influenci
ión de salid
e calcula la p
n micro mecánrtual.com
resión micro mrtual.com
a la misma q
CAP
en el chip y
as de tempe
da es del ord
presión.
nico
mecánico
que será leí
PITULO 4
y tiene la
eratura y
den de 0
ída en el
ELABORAC
80 |VISUA
Esta
PIC y esa
continuaci
Com
función qu
nos da el
Los valor
obtenemos
valor de 2
CION DE UN
LIZACION D
Figura
a señal de ti
a señal es v
ión.
Figu
mo vemos e
ue se obtien
sensor de p
es medidos
s que en ra
98, con esto
N BANCO DID
DE PARAME
4.10. Esquem
ipo analógi
visualizada
ura 4.11. Dia
en el diagra
ne sacando l
presión del
s son en ra
alentí nos m
os puntos ob
V
G
DACTICO FU
TROS DE FU
ma de conexióFUENTE: L
ca llega a u
mediante u
agrama de bloFUENTE: L
ama de bloq
la curva, en
aceite del m
alentí y en
mide un val
btenemos u
05,0y
Vcc
Gnd
R
Senspre
UNCIONAL
UNCIONAMI
ón del sensor dLos Autores
una de las e
un diagrama
oques presión dLos Autores
ques se intr
n este caso t
motor, su v
aceleración
lor de 200,
una ecuación
8,191 x
SAnal
P
sor de esión
ENTO
de presión de
entradas an
a de bloque
de aceite moto
roducen los
tenemos una
valor varía e
n a 3000 rp
y en acele
n lineal.
Señal ógica al PIC
CAP
aceite
nalógicas de
es que se m
or
s coeficient
a función lin
entre los 0
pm, de esta
eración tene
PITULO 4
e nuestro
muestra a
tes de la
neal que
a 40psi.
a manera
emos un
ELABORAC
81 |VISUA
Donde,
y = valor d
x = valor q Una vez o
Figur
4.2.4. Nive
Este
combustib
de nivel e
un potenc
resistencia
placa port
encuentra
giratorio (
diseño de
adaptados
nivel de c
palanca de
contactos)
CION DE UN
LIZACION D
de presión
que mide el
obtenido el d
ra 4.12. Visu
el de Comb
e indicador
ble que hay
n el depósit
ciómetro en
a variable,
ta resistenc
el flotador
(pivote) del
la placa po
a la confo
combustible
el flotador,
) a lo largo
N BANCO DID
DE PARAME
l sensor de p
diagrama de
ualización del
bustible
se emplea
en el depós
to de comb
ncapsulado
un brazo c
cias y cone
r de nitrófi
l potencióm
ortarresisten
ormación re
e, el brazo
se desliza c
o de las p
DACTICO FU
TROS DE FU
presión de a
e bloques te
indicador de pFUENTE: L
a para con
sito del veh
ustible. El s
estanco al
cursor, con
exiones eléc
filo resisten
metro y, po
ncias y la f
espectiva d
detector, fij
con sus curs
pistas resist
UNCIONAL
UNCIONAMI
aceite motor
enemos la si
presión aceiteLos Autores
nocer en to
hículo. Para
sensor de n
l combustib
ductores im
ctricas. La
nte al comb
or tanto, tam
forma del f
el depósito
jamente un
sores especi
tivas del po
ENTO
r
iguiente visu
e motor (Apag
odo momen
ello se disp
nivel (figura
ble y conec
mpresos (co
palanca en
bustible, es
mbién en el
flotador y d
o de combu
nido a travé
ales (remac
otenciómetr
CAP
ualización.
gado_Encendid
nto la cant
pone de un
a inferior) c
ctado en fo
ontacto dob
n cuyo ext
stá fijada e
l resorte cu
de su palan
ustible. Al v
és del pivot
ches chapea
ro doble. E
PITULO 4
do)
tidad de
medidor
onsta de
orma de
ble), una
tremo se
n el eje
ursor. El
nca están
variar el
e con la
ados para
Entonces
ELABORAC
82 |VISUA
transforma
ángulo. U
niveles mí
Este
microproc
valores re
lineal resp
CION DE UN
LIZACION D
a el ángulo
Unos topes
ínimo y máx
FiguFUE
e sensor nos
cesador, deb
eferenciales
pectiva.
Figura 4.
N BANCO DID
DE PARAME
de giro del
de fin de c
ximo.
ura 4.13. EsqNTE: www.m
s proporcion
bido a que n
de la resis
14. Esquema
DACTICO FU
TROS DE FU
flotador en
carrera limi
quema del medmecanicavirtu
na una seña
no hay datos
stencia en
Vcc
Gnd
R
Sensni
a de conexión FUENT
UNCIONAL
UNCIONAMI
n una relació
itan el mar
didor de nivel al.org/sensore
al analógica
s de su curv
función de
SAnaló
P
sor de vel
del sensor de TE: Los Autor
ENTO
ón de tensio
rgen angula
de combustib
es1-modelos.h
a la misma q
va caracterís
el nivel par
eñal ógica al PIC
nivel de combres
CAP
ones proporc
ar de 100°
ble htm
que será leí
stica hemos
ra hallar la
bustible
PITULO 4
cional al
para los
ída en el
s tomado
función
ELABORAC
83 |VISUA
Esta
combustib
de un co
continuaci
Med
el tanque,
tanque y ll
CION DE UN
LIZACION D
a señal var
ble, la señal
mportamien
ión.
Fig
diante Labv
mediante l
leno.
N BANCO DID
DE PARAME
Fotografía
ría de acu
l sale y es p
nto lineal,
gura 4.15. D
iew podemo
los siguiente
DACTICO FU
TROS DE FU
4.4. Sensor dFUENTE: L
erdo a la
procesada e
el diagram
iagrama de blFUENTE: L
os visualiza
es gráficos
UNCIONAL
UNCIONAMI
de nivel de comLos Autores
posición d
en el PIC, e
ma de bloq
loques nivel dLos Autores
ar con el niv
que nos mu
ENTO
mbustible
de la boya
esta señal es
ques es el
de combustible
vel de comb
uestran el ta
CAP
a en el tan
s del tipo an
que se mu
e
bustible exis
anque vacío
PITULO 4
nque de
nalógica
uestra a
stente en
o, medio
ELABORAC
84 |VISUA
4.2.5. Ace
Este
aceleració
esta solid
potencióm
Com
cual va a v
CION DE UN
LIZACION D
Figura 4
eleración
e sensor nos
ón o pasó de
dario al eje
metro varia,
Fotog
mo vemos e
variar el vol
N BANCO DID
DE PARAME
4.16. Visualiz
s permitirá
e aire del ca
e de la m
esta señal a
grafía 4.5. Se
en la fotogra
ltaje según
DACTICO FU
TROS DE FU
zación nivel coFUENTE: L
conocer el
arburador, y
ariposa y
analógica lu
ensor de apertuFUENTE: L
afía, la med
el giro de la
UNCIONAL
UNCIONAMI
ombustible (vLos Autores
porcentaje
no es más
cuando est
uego es envi
ura de maripoLos Autores
dición se re
a mariposa d
ENTO
vacío, medio y
de apertura
que un pote
ta se abre
iada al PIC.
osa de acelerac
aliza con un
de aceleraci
CAP
y lleno)
a de la mar
enciómetro
la resisten
ción
n potencióm
ión, tomam
PITULO 4
iposa de
cuyo eje
ncia del
metro, el
mos como
ELABORAC
85 |VISUA
referencia
apertura,
mariposa
Labview m
A c
mariposa d
4.2.6. Car
Cuan
alternador
carga del
con 12v s
esta señal
misma es
CION DE UN
LIZACION D
a un valor de
y otro valo
de acelera
mediante el
Figura
continuación
de aceleraci
Figu
rga del Alte
ndo el moto
r mueve el
vehículo, e
señal que no
es la que o
de tipo digi
N BANCO DID
DE PARAME
e voltaje en
or en máxi
ación, obten
siguiente d
a 4.17. Diagra
n visualizam
ión, la medi
ura 4.18. Vis
ernador
or se pone e
mismo de m
en ese mom
ormalmente
ocuparemos
ital de 0 o 1
DACTICO FU
TROS DE FU
n la posición
ima carga,
niendo así
diagrama de
ama de bloqueFUENTE: L
mos en nu
ida que nos
sualización apFUENTE: L
en marcha u
manera que
mento uno de
e apaga la l
s para el in
12v.
UNCIONAL
UNCIONAMI
n de ralentí
es decir l
datos que
bloques.
es apertura maLos Autores
uestro menú
indica es en
pertura maripoLos Autores
una banda e
e este gener
e los contac
luz testigo
ndicador de
ENTO
es decir la
a totalidad
nos permi
ariposa acelera
ú principal
n porcentaje
osa aceleració
entre la pole
ra corriente
ctos del alte
del tablero
carga de n
CAP
mariposa a
de apertur
itirán visua
ación
la posició
e (%).
ón
ea del cigüe
e para el sis
ernador se
de instrum
nuestro proy
PITULO 4
a 20% de
ra de la
alizar en
ón de la
eñal y el
stema de
energiza
mentos, y
yecto, la
ELABORAC
86 |VISUA
La s
tiene entra
ingrese al
Com
que lo que
cuando re
que el alte
cuando ab
encendem
4.2.7. RPM
Para
H21A tipo
CION DE UN
LIZACION D
señal es tom
adas de 12
PIC84 que
Figura
mo vemos e
e hacen es q
cibe un pul
ernador está
bramos el sw
mos el motor
Figura 4
Figura
M en los Ej
a determina
o U y un d
N BANCO DID
DE PARAME
mada desde e
Vcc que l
tiene entrad
a 4.19. Diagra
en el diagra
que cuando
lso es decir
á cargando
witch de la l
r, este indica
4.20. Visualiz
4.21. Visuali
jes
ar las rpm e
disco ranura
DACTICO FU
TROS DE FU
el alternado
luego es ac
das digitale
ama de bloqueFUENTE: L
ama, este ti
o la señal de
5Vcc se en
a la batería
llave este in
ador se apag
zación indicadFUENTE: L
ización indicaFUENTE: L
en los ejes h
do adaptado
UNCIONAL
UNCIONAMI
or y esta lleg
condicionad
s, el diagram
es indicador cLos Autores
iene compa
e entrada es
nciende un i
. Su configu
ndicador se
gue, tal com
dor carga de alLos Autores
ador carga de aLos Autores
hemos deci
o al eje, de
ENTO
ga hacia la t
da esta seña
ma de bloqu
carga de altern
aradores o
s 0 el indica
indicador, l
uración está
encienda y
mo sucede e
lternador enc
alternador apa
dido utiliza
manera que
CAP
tarjeta princ
al a 5Vcc p
ues es el sig
nador
compuertas
ador está ap
lo que nos v
á diseñada p
en el mome
en un autom
endido
agado
ar un optoac
e al girar el
PITULO 4
cipal que
para que
guiente.
s lógicas
pagado y
visualiza
para que
ento que
móvil.
coplador
l eje y el
ELABORAC
87 |VISUA
disco solid
el procesa
Los
radiación
para eso d
su estado
opaco cam
CION DE UN
LIZACION D
dario a este
ador determi
optoacopla
luminosa p
disponen de
según perc
mbiando su e
F
N BANCO DID
DE PARAME
, cada vez q
ine las rpm.
adores basa
para pasar s
un diodo e
ciba el haz
estado de on
Figura 4.22. EFUENTE
Fotograf
DACTICO FU
TROS DE FU
que dé una
.
an su funci
señales de
emisor de lu
z de luz qu
n a off.
Esquema de coE: www.proy
fía 4.6. SensoFUENTE: L
UNCIONAL
UNCIONAMI
vuelta, la ra
ionamiento
un circuito
uz y un foto
e puede se
onexión del seectoselectroni
or de RPM de Los Autores
ENTO
anura active
en el emp
a otro sin
otransistor r
er modificad
ensor de rpmics.blogspot.c
los ejes
CAP
e el optotran
pleo de un
conexión
receptor que
do con un
om
PITULO 4
nsistor y
n haz de
eléctrica
e cambia
material
ELABORAC
88 |VISUA
Con
que vamos
vemos en
frecuencia
donde lleg
La f
hay que re
diagrama
CION DE UN
LIZACION D
Fotog
n este tipo d
s a contar e
n la fotogra
a que le da
gan todas la
frecuencia q
ealizar unas
de bloques
F
F
N BANCO DID
DE PARAME
grafía 4.7. Se
de sensores,
n el PIC, pa
afía, que c
el sensor H
s señales.
que llega al
s transforma
es el que se
Figura 4.23. D
Figura 4.24.
DACTICO FU
TROS DE FU
ensor de RPMFUENTE: L
obtenemos
ara nuestro
contiene un
H21A y a su
PIC princip
aciones de u
e muestra a
Diagrama de bFUENTE: L
Diagrama de FUENTE: L
UNCIONAL
UNCIONAMI
M de los ejes coLos Autores
s una señal
caso utiliza
n PIC 16F
u vez envía
pal es de pu
unidades pa
continuació
bloques rpm eLos Autores
bloques rpm Los Autores
ENTO
onexión con P
del tipo dig
amos una ta
819, este r
la señal a l
ulsos por se
ara poder v
ón.
eje izquierdo
eje derecho
CAP
PIC
gital, son pu
arjeta pequeñ
recibe señ
a tarjeta pri
egundo, con
visualizar en
PITULO 4
ulsos los
ña como
ñal a la
incipal a
n lo cual
n rpm, el
ELABORAC
89 |VISUA
La visualiz
4.2.8. Ma
Para
calcular la
selectora d
incluido r
contactos
CION DE UN
LIZACION D
zación en n
Figura 4.25
Figura 4.26
archa de la
a determina
a velocidad
de cambio,
retro, cuand
cerrando el
N BANCO DID
DE PARAME
nuestro table
. Visualizació
6. Visualizaci
Caja de Ca
ar la marcha
d del vehícu
tenemos un
do se selec
l circuito y e
DACTICO FU
TROS DE FU
ero es el sig
ón indicador rFUENTE: L
ión indicador FUENTE: L
ambios
a en la que
ulo hemos
n contacto ti
cciona una
enviando un
UNCIONAL
UNCIONAMI
guiente.
revoluciones pLos Autores
revoluciones Los Autores
se encuent
colocado u
ipo pulsante
marcha la
na señal dig
ENTO
por minuto eje
por minuto ej
tra la caja d
unos contact
e por cada m
a palanca p
gital al proce
CAP
e izquierdo
e derecho
de cambios
tores en la
marcha en t
pulsa uno d
esador.
PITULO 4
y poder
palanca
total seis
de estos
ELABORAC
90 |VISUA
Con
destinado
receptar la
CION DE UN
LIZACION D
F
R
Figu
n esto obten
para este t
a señal en c
N BANCO DID
DE PARAME
Fotografía 4.
G
R
V
RR
ura 4.27. Esq
emos pulso
tipo de apli
cada posició
DACTICO FU
TROS DE FU
.8. Pulsantes pFUENTE: L
Gnd
R
Vcc
R
quema de conFUENT
os en las dif
icación, cad
ón de la pala
UNCIONAL
UNCIONAMI
para indicadoLos Autores
RR
nexión de sensTE: Los Autor
ferentes entr
da entrada t
anca de cam
ENTO
r de marcha
1
R5432
Se
ña
les
ores de marchres
radas del tip
tendrá una
mbios, y cad
CAP
Se
ña
les
dig
itale
s a
l PIC
ha
po digital q
configurac
da posición
PITULO 4
que se ha
ión para
tiene su
ELABORAC
91 |VISUA
visualizac
Labview.
F
Ade
motor y en
cada marc
diagrama
A continu
velocímetr
CION DE UN
LIZACION D
ión, 1,2, 3,
Figura 4.28.
emás podem
n cada marc
cha, y la rel
de bloques.
uación tenem
ro.
Figura
N BANCO DID
DE PARAME
4, 5 y R, co
Diagrama de
mos visualiz
cha, tomand
lación que h
mos la visua
4.29. Visuali
DACTICO FU
TROS DE FU
omo se indi
bloques indicFUENTE: L
zar un velo
do los datos
hay en el d
alización de
ización indicaFUENTE: L
UNCIONAL
UNCIONAMI
ica en el sig
cador posiciónLos Autores
ocímetro pa
s que nos da
diferencial, e
e las posicio
ador posición dLos Autores
ENTO
guiente diag
n de marcha y
ara cada ré
a la relación
estos valore
ones de la c
de marcha (Ne
CAP
grama de blo
velocímetro
égimen de
n de transm
es se apreci
caja de camb
eutro)
PITULO 4
oques en
giro del
misión en
ian en el
bios y el
ELABORAC
92 |VISUA
CION DE UN
LIZACION D
Figura 4
Figura 4
Figura 4
N BANCO DID
DE PARAME
4.30. Visualiz
4.31. Visualiz
4.32. Visualiz
DACTICO FU
TROS DE FU
zación indicadFUENTE: L
zación indicadFUENTE: L
zación indicadFUENTE: L
UNCIONAL
UNCIONAMI
dor posición dLos Autores
dor posición dLos Autores
dor posición dLos Autores
ENTO
de marcha (Pri
de marcha (Seg
de marcha (Te
CAP
imera)
gunda)
ercera)
PITULO 4
ELABORAC
93 |VISUA
CION DE UN
LIZACION D
Figura
Figura
Figura 4
N BANCO DID
DE PARAME
4.33. Visuali
4.34. Visuali
4.35. Visualiz
DACTICO FU
TROS DE FU
ización indicaFUENTE: L
ización indicaFUENTE: L
zación indicadFUENTE: L
UNCIONAL
UNCIONAMI
ador posición dLos Autores
ador posición dLos Autores
dor posición dLos Autores
ENTO
de marcha (Cu
de marcha (Qu
de marcha (Re
CAP
uarta)
uinta)
eversa)
PITULO 4
ELABORAC
94 |VISUA
La visuali
los 200 km
4.3. Parám
Los parám
DE LOS F
Pre
Ind
Ind
DE LA DI
Pre
An
Án
CION DE UN
LIZACION D
zación de la
m/h
metros de F
metros de fu
FRENOS
esión del sis
dicador del
dicador de a
IRECCION
esión del sis
ngulo de gir
ngulos de la
N BANCO DID
DE PARAME
a velocidad
Figura 4.36.
Funcionam
ncionamien
stema
nivel mínim
activación d
N
stema
ro
a rueda: Cam
DACTICO FU
TROS DE FU
tiene un ran
VisualizaciónFUENTE: L
miento del S
nto que mos
mo de líquid
del freno de
mber, Caste
UNCIONAL
UNCIONAMI
ngo de med
n indicador VLos Autores
Sistema de T
straremos de
do de frenos
mano
r, Converge
ENTO
dición que v
Velocímetro
Traslación
el sistema d
s en el depo
encia, diver
CAP
va de 0 km/h
de traslación
osito
gencia
PITULO 4
h hasta
n son:
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 4
95 |VISUALIZACION DE PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
Figura 4.37. Esquema de los Datos a Visualizar
FUENTE: Los Autores
4.3.1. Presión Sistema de Frenos
Para determinar la presión existente en el sistema de frenos necesitamos
instalar un sensor de alta presión en las cañerías del sistema, por lo general la
presión en el sistema no pasa los 200 bares. El sensor de alta presión funciona
mediante la deformación de una membrana que actúa sobre un elemento
piezorresistivo que con el suministro de energía auxiliar, la presión existente en su
aplicación se convertirá en una salida eléctrica estandarizada, esta señal eléctrica
cambia de forma proporcional respecto de la presión y puede ser evaluada
respectivamente. El sensor a utilizar dispone de cinco pines de conexión, de los
cuales para este proyecto usaremos tres de ellos, dos que son para alimentación 12v y
masa y uno para la señal de salida. La señal de salida es de tipo analógico y varia de
4 a 20mA según varié la presión. Los conectores son los siguientes:
ELABORAC
96 |VISUA
L+
M
Q1
Q2
C/Q
QA
CION DE UN
LIZACION D
+ Conexión
Conexión d
1 Punto de c
2 Punto de c
Q1 Comuni
A Conexión
Figu
Fo
N BANCO DID
DE PARAME
de alimenta
de alimenta
conmutación
conmutación
icación/ pun
n de medició
ura 4.38. EsqFUEN
otografía 4.9.
DACTICO FU
TROS DE FU
ación positiv
ción negativ
n 1
n 2
nto de conm
ón positiva
quema de conNTE: Transdu
Montaje del FUENTE: L
UNCIONAL
UNCIONAMI
va
va
mutación 1
ectores del senuctor presion.
sensor de preLos Autores
ENTO
nsor de presiópdf
esión del freno
CAP
ón
o
PITULO 4
ELABORAC
97 |VISUA
La
su curva e
SICK, el d
Pu
también p
familiariza
por factore
La visual
pantalla de
F
CION DE UN
LIZACION D
a señal de sa
es como se
diagrama de
F
uesto que la
odemos vis
ados, por el
es como vem
lización en
el sensor de
Figura 4.40. V
N BANCO DID
DE PARAME
alida de est
indicara en
e bloques es
Figura 4.39. D
a señal que
sualizar en p
llo hay que
mos en el d
Labview l
e presión.
Visualización
DACTICO FU
TROS DE FU
tos sensores
n los anexo
s el que se m
Diagrama de bFUENTE: L
e visualiza
psi que es u
realizar con
diagrama de
la tendremo
n indicador prFUENTE: L
UNCIONAL
UNCIONAMI
s de alta pre
os referente
muestra a co
bloques presióLos Autores
la pantalla
una medida
nversiones q
bloques.
os en Bares
resión de frenaLos Autores
ENTO
esión, son d
a los senso
ontinuación
ón de frenado
a del senso
de presión
que multipl
s para pode
ado (sin pisar
CAP
del tipo ana
ores de alta
.
or indica e
con la que
icamos y di
er compara
pedal freno)
PITULO 4
alógica y
a presión
n bares,
estamos
ividimos
ar con la
ELABORAC
98 |VISUA
4.3.2. Niv
Este
con un co
flotador d
señal de ti
CION DE UN
LIZACION D
Figura 4.41.
vel de Líqu
e sensor con
ontacto eléc
desciende y
ipo digital a
F
N BANCO DID
DE PARAME
Visualización
uido de Fre
nsiste en un
ctrico en su
hace conta
al procesado
Fotografía 4.1
DACTICO FU
TROS DE FU
n indicador pFUENTE: L
enos
flotador ub
u parte infe
acto con el
or.
10. Sensor deFUENTE: L
UNCIONAL
UNCIONAMI
presión de frenLos Autores
bicado en el
erior, cuand
l indicador
e nivel del líquLos Autores
ENTO
nado (pisado p
depósito de
do el nivel
de nivel m
uido de freno
CAP
pedal freno)
el líquido de
esta en mí
mínimo env
PITULO 4
e frenos,
ínimo el
viando la
ELABORAC
99 |VISUA
La s
de tal man
señal de 5
automóvil
F
La v
el nivel es
Fi
CION DE UN
LIZACION D
Figur
señal de est
nera que cu
5Vcc que e
les. El diagr
Figura 4.43.
visualizació
s bajo.
igura 4.44. V
N BANCO DID
DE PARAME
V
ra 4.42. Esque
e pulsante l
uando el ni
encenderá u
rama de blo
Diagrama de
ón es del tip
Visualización i
DACTICO FU
TROS DE FU
R
cc
Sensni
ema de conexFUENTE: L
llega al PIC
vel de líqu
un indicado
ques se mu
bloques de inFUENTE: L
po de encen
indicador indFUENTE: L
UNCIONAL
UNCIONAMI
Señal digal PIC
sor de vel
xión del sensorLos Autores
C16F884 en
uido de fren
or luminoso
estra a cont
dicador de nivLos Autores
ndido_apaga
dicador de nivLos Autores
ENTO
gital C
r de nivel mín
n una de sus
nos este baj
o, como su
tinuación.
vel mínimo liq
ado para da
el mínimo liqu
CAP
nimo
s entradas d
o, este env
uele sucede
quido frenos
arnos en cue
uido de freno
PITULO 4
digitales,
viara una
r en los
enta que
ELABORAC
100 |VISUA
4.3.3. Ind
Para
pulsante e
activarse.
De i
el cual lle
apagado, e
CION DE UN
ALIZACION
dicador de
a indicar si e
en la palanc
Figura
igual maner
ega una señ
el diagrama
N BANCO DID
DE PARAME
Freno de M
el freno de
a de forma
Fotograf
a 4.45. Esque
ra como en
ñal al pic
a de bloques
Vc
DACTICO FU
ETROS DE F
Mano
mano está a
que envié u
fía 4.11. SensFUENTE: L
ema de conexiFUENTE: L
el anterior
un voltaje
s similar al a
R
cc
Senspalan
frenma
UNCIONAL
FUNCIONAM
activado he
una señal d
sor de freno deLos Autores
ión del sensor Los Autores
caso, tenem
de 0Vcc o
anterior.
Señal digal PIC
sor de nca de o de
ano
MIENTO
mos instala
digital al pro
e mano
r de freno de m
mos una señ
o 5Vcc, es
gital C
CAP
ado un conta
ocesador en
mano
ñal digital m
decir ence
PITULO 4
acto tipo
n caso de
mediante
endido o
ELABORAC
101 |VISUA
4.3.4. Pr
El s
usamos en
Para
circuito d
presión de
Su c
presión de
CION DE UN
ALIZACION
Fig
resión de la
ensor para
n el sistema
a el circuito
de frenos, l
e frenado.
configuració
e frenado.
N BANCO DID
DE PARAME
gura 4.46. V
Dirección
determinar
de frenos, e
Fotografía 4
de direcció
la diferenci
ón en el d
DACTICO FU
ETROS DE F
Visualización inFUENTE: L
r la presión
el tipo y la c
.12. Sensor dFUENTE: L
ón utilizamo
ia es que e
iagrama de
UNCIONAL
FUNCIONAM
ndicador de fLos Autores
del sistem
conexión es
de presión de lLos Autores
os el mismo
existe meno
e bloques e
MIENTO
freno de mano
a de direcc
s igual.
la dirección
o sensor que
or presión
es similar a
CAP
o
ción es igua
e utilizamo
comparada
al diagrama
PITULO 4
al al que
s para el
a con la
a para la
ELABORAC
102 |VISUA
En e
hasta que
está dentr
tenemos a
Figu
CION DE UN
ALIZACION
Figura 4.
este caso se
llegue al to
ro del rang
a continuació
ra 4.48. Visu
N BANCO DID
DE PARAME
.47. Diagrama
e producen
ope la crema
go de medi
ón.
ualización indi
DACTICO FU
ETROS DE F
a de bloques dFUENTE: L
picos de pr
allera sea al
ición del se
icador de preFUENTE: L
UNCIONAL
FUNCIONAM
de presión delLos Autores
resión cuand
l lado izquie
ensor SICK
esión sistema dLos Autores
MIENTO
l sistema de di
do se llega
erdo o derec
K. La visua
de dirección p
CAP
irección
a girar la d
cho, pero la
alización es
posición apaga
PITULO 4
dirección
a presión
s la que
ado
ELABORAC
103 |VISUA
Figur
4.3.5. An
Para
de desplaz
de la crem
enviada al
CION DE UN
ALIZACION
ra 4.49. Visua
ngulo de Gi
a determinar
zamiento tip
mallera, obte
l PIC y segú
N BANCO DID
DE PARAME
alización indic
iro de la Di
r el ángulo
po potenció
eniendo una
ún el movim
Fotograf
DACTICO FU
ETROS DE F
cador de presFUENTE: L
irección
de giro de
ómetro cuyo
a señal anal
miento de la
fía 4.13. SensFUENTE: L
UNCIONAL
FUNCIONAM
sión sistema deLos Autores
la direcció
o pivote se
lógica de va
a barra a se
sor de ángulo Los Autores
MIENTO
e dirección po
n hemos ad
desplazara
ariación de
calculara el
de giro
CAP
osición encend
daptado un
solidario a
resistencia
l ángulo.
PITULO 4
dido
medidor
la barra
que será
ELABORAC
104 |VISUA
El se
de los pue
la posición
manera qu
ese mome
derecho, e
en Labvie
volante. E
Fi
CION DE UN
ALIZACION
Figura
ensor utiliza
ertos o entra
n de la dire
ue las rueda
ento es nue
el sensor no
ew que el in
El diagrama
igura 4.51. D
N BANCO DID
DE PARAME
a 4.50. Esque
ado da una
adas analógi
ección es ne
as estén alin
estro 0°, si
os indicara
ndicador se
de bloques
Diagrama de bl
DACTICO FU
ETROS DE F
ema de conexiFUENTE: L
señal analó
icas del PIC
ecesario col
neadas o re
i desplazam
diferencias
ubique hac
es el siguie
loques de indiFUENTE: L
UNCIONAL
FUNCIONAM
ión del sensor Los Autores
ógica, del tip
C16F884, en
locar el vol
ectas, la me
mos el vola
de voltaje
cia la izquie
ente:
icador de ángLos Autores
MIENTO
r de ángulo de
po lineal la
n este caso p
lante en pos
edida de vo
ante para e
que son úti
erda o derec
gulo de giro d
CAP
giro
a cual ingre
para tomar
sición centr
ltaje que no
el lado izqu
iles para co
cha según s
de la dirección
PITULO 4
esa a uno
datos de
ral de tal
os da en
uierdo y
onfigurar
e gire el
n
ELABORAC
105 |VISUA
Figura 4.53
4.3.6. Án
Los
avance, án
del tipo lin
o se gire e
4.3.6.1 C
Com
ruedas, u
disponemo
CION DE UN
ALIZACION
Figura 4
3. Visualizac
ngulos de la
ángulos de
ngulos de c
neal y poten
el mismo.
onvergenci
mo sabemos
una con re
os de girar
N BANCO DID
DE PARAME
4.52. Visualiz
ción indicador
a rueda
e la rueda a
onvergenci
nciómetro d
ia y Diverg
s este ángulo
specto a o
la tuerca de
DACTICO FU
ETROS DE F
zación indicadFUENTE: L
ángulo de giFUENTE: L
a visualizar
a divergenc
de giro, los
gencia.
o se mide a
otra. Pero
e la termina
UNCIONAL
FUNCIONAM
dor ángulo deLos Autores
iro de la direccLos Autores
son: Camb
cia, para ell
cuales varía
a partir de la
como con
al, para desp
MIENTO
e giro de la dir
ción moviend
ber o ángulo
lo utilizarem
an el voltaje
as distancia
nocemos, p
plazar el ter
CAP
rección
do la dirección
o de caída,
mos potenci
e según se d
s existentes
para calibra
rminal y ha
PITULO 4
n a la dere
Caster o
iómetros
desplace
s entre la
ar estas,
cer girar
ELABORAC
106 |VISUA
el neumáti
darnos cu
comportam
este gire s
de voltaje
vástago de
Para
un 0° de r
cada 0,5°
en Labview
Figu
CION DE UN
ALIZACION
ico sea a la
enta que es
miento mec
egún rote la
al girar el a
el amortigua
Fotogr
a las prueba
referencia en
sea a la izq
w mediante
ura 4.54. Dia
N BANCO DID
DE PARAME
izquierda o
ste gira jun
cánico, colo
a rueda sea
amortiguado
ador como v
rafía 4.14. Se
as tomarem
n el potenci
quierda o la
e el siguient
agrama de blo
DACTICO FU
ETROS DE F
o la derecha
nto al amort
ocamos un p
a la izquier
or. El poten
vemos en la
ensor de ánguFUENTE: L
mos medicio
iómetro con
derecha del
te diagrama
oques de indicaFUENTE: L
UNCIONAL
FUNCIONAM
a. Si hacemo
tiguador, po
potencióme
rda o la dere
nciómetro e
a siguiente f
ulo de convergLos Autores
ones en posi
n respecto a
l neumático
de bloques
ador de ánguLos Autores
MIENTO
os girar el n
or ello que
etro del tipo
echa, así ob
stá ubicado
fotografía.
gencia diverge
ición del ne
a la rueda, y
o, con estos
s.
lo convergen
CAP
neumático p
aprovechan
o giratorio p
btenemos un
o en la exten
encia
eumático, t
y tomamos
datos visua
ncia divergenc
PITULO 4
podemos
ndo este
para que
n cambio
nsión del
omamos
medidas
alizamos
cia
ELABORAC
107 |VISUA
La visuali
4.3.6.2 CA Este
que se util
del neumá
tal manera
El m
desplazar
tornillo qu
solidario a
distancia q
Para
este en el
una distan
ángulo de
como vem
CION DE UN
ALIZACION
zación de e
Figura 4
AMBER.
e ángulo es
liza para mo
ático lo hace
a que obtene
mecanismo d
una distanc
ue empuja
a la rueda
que se muev
a poner en 0
centro del
ncia x y for
la rueda se
mos en la sig
N BANCO DID
DE PARAME
ste ángulo e
4.55. Visualiz
la caída de
odificar la c
emos despla
emos la caíd
del amortig
cia x hacia
al amortig
conseguimo
ve el amorti
0° la rueda
mecanismo
rmamos un
egún el desp
guiente foto
DACTICO FU
ETROS DE F
es el siguien
zación indicadFUENTE: L
e la rueda, p
caída de las
azando el am
da positiva
guador descr
la izquierd
guador hac
os que la r
iguador en e
tomamos u
o es decir a
triángulo r
plazamiento
grafía.
UNCIONAL
FUNCIONAM
nte.
dor ángulo coLos Autores
para ello no
ruedas, en
mortiguado
o negativa d
rito en el ca
da o derech
cia un lado
rueda tenga
el mecanism
un nivel, no
a una distan
rectángulo e
o del tornillo
MIENTO
onvergencia ne
os basamos
este caso p
r hacia los l
de la rueda.
apítulo 3, cu
ha, esto lo h
o, como el
a caída posi
mo es de 3,5
os fijamos q
ncia 1,75cm
el cual nos
o que empu
CAP
egativa
en los mec
ara obtener
lados de la r
.
umple la fun
hacemos gir
amortiguad
itiva o neg
5cm.
que el amor
m, con esto
permite ca
uja el amort
PITULO 4
canismos
r la caída
rueda de
nción de
rando el
dor esta
gativa, la
rtiguador
tenemos
alcular el
tiguador,
ELABORAC
108 |VISUA
El p
deslizante
cuando se
del Cambe
El d
A m
desplazam
ángulo, y
Labview,
CION DE UN
ALIZACION
potenciómet
que sujeta
e mueva el a
er.
diagrama de
Figura 4
medida que
mos el poten
este a su ve
para esto se
N BANCO DID
DE PARAME
Fotografía
tro lineal e
a el tornillo
amortiguado
bloques es
4.56. Diagram
giremos e
nciómetro l
ez nos marc
e tomamos m
DACTICO FU
ETROS DE F
a 4.15. SensorFUENTE: L
está ubicado
o, como se
or para cam
el siguiente
ma de bloquesFUENTE: L
el tornillo s
ineal una d
cara un dife
medidas por
UNCIONAL
FUNCIONAM
r de ángulo CLos Autores
o en el me
muestra e
mbiar el Cas
e
s de indicador Los Autores
sea en dire
distancia, qu
erencial de v
r cada 0,5°
MIENTO
AMBER
ecanismo so
n la fotogr
ster, este no
de ángulo C
ección hora
ue represent
voltaje, que
de variació
CAP
olidario a l
rafía, de m
o afecte a la
Camber
ario o anti
ta una varia
será visual
n
PITULO 4
la tuerca
odo que
a medida
horario,
ación de
izado en
ELABORAC
109 |VISUA
Este
una escala
4.3.6.3 C El s
utilizado e
vamos a d
detrás.
De i
alineamos
medir la lo
en el meca
medida de
CION DE UN
ALIZACION
e ángulo vis
a de _2° a 2°
Fi
CASTER
sensor a uti
en el ángulo
desplazar e
igual mane
s el eje del
ongitud del
anismo que
el otro cateto
N BANCO DID
DE PARAME
sualizamos u
°con interva
Figura 4.57.
igura 4.58. V
ilizar para
o anterior, p
l amortigua
era tenemos
amortiguad
l amortiguad
e es de 3,5c
o, mediante
DACTICO FU
ETROS DE F
utilizando u
alos de 0,5°
. VisualizacióFUENTE: L
Visualización iFUENTE: L
medir el á
puesto que
ador por de
s que ubica
dor con la
dor que ser
m, si tomam
e geometría
UNCIONAL
FUNCIONAM
un indicado
° como se m
ón indicador CLos Autores
indicador CamLos Autores
ángulo Cast
es el adecu
elante de la
ar el mecan
a vertical de
rá un cateto
mos la mita
obtengo el
MIENTO
or de Labvie
muestra a co
Camber 0°
mber _1,012°
ter o de av
ado para es
a vertical de
nismo que n
el neumátic
, y la distan
ad es decir
ángulo de n
CAP
ew que nos
ntinuación.
vance, es el
ste fin. En e
el neumátic
nos de 0°,
co, y proced
ncia de los
1,75cm que
nuestro mec
PITULO 4
muestra
l mismo
este caso
co o por
es decir
demos a
agujeros
e sería la
canismo.
ELABORAC
110 |VISUA
Com
amortigua
voltaje, co
podemos v
CION DE UN
ALIZACION
mo hicimos
ador le corre
on esto obt
visualizar, p
Figura
N BANCO DID
DE PARAME
Fotografía
s en el ca
esponderá u
tenemos me
para ello ten
4.59. Diagram
Figura 4.60
Figura 4.61.
DACTICO FU
ETROS DE F
a 4.16. SensoFUENTE: L
aso anterior
un determin
edidas por
nemos el sig
ma de bloqueFUENTE: L
0. VisualizaciFUENTE: L
. VisualizacióFUENTE: L
UNCIONAL
FUNCIONAM
or de ángulo CLos Autores
r por cada
nado ángulo
cada cierto
guiente diag
s de indicadorLos Autores
ión indicador Los Autores
ón indicador CLos Autores
MIENTO
CASTER
a distancia
o y de hech
o ángulo, y
grama de blo
r de ángulo C
Caster 0°
Caster 1,6°
CAP
x que re
ho un difere
mediante L
oques.
Caster
PITULO 4
corra el
encial de
Labview
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 4
111 |VISUALIZACION DE PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
4.4. Sistema de Adquisición de Datos
Para adquirir los datos, utilizamos sensores para medir los distintos parámetros
de funcionamiento del banco didáctico como son temperatura, presión, posición y
velocidad. El tipo de señal adquirido por los sensores son del tipo analógico y digital,
puesto que la alimentación se la realiza desde la batería tenemos un voltaje de 12
Vcc, pero como vamos a utilizar un PIC es necesario conocer cuántas entradas de
señal analógicas y digitales tenemos, y el rango de voltaje a manejar es de 5Vcc, por
ello la variación de la señal analógica y digital va de 0 a 5Vcc, para no dañar el PIC,
a continuación mostramos la siguiente tabla.
TREN DE FUERZA MOTRIZ
Temperatura Analógico Cable 1,3 V a 3,5VPresión de aceite Analógico Cable 0 a 5V Indicador presión aceite Digital Cable 4 a 4,5V Aceleración Analógico Cable 2,3 a 4,1 RPM Digital Cable 0 a 5V Indicador carga alternador Digital Cable 0 a 12V Primera marcha Digital Cable 0 a 5V Segunda Marcha Digital Cable 0 a 5V Tercera marcha Digital Cable 0 a 5V Cuarta marcha Digital Cable 0 a 5V Quinta marcha Digital Cable 0 a 5V Retro Digital Cable 0 a 5V RPM eje 1 Digital Cable 0 a 5V RPM eje 2 Digital Cable 0 a 5V Nivel de combustible Analógico Cable 1,5 a 4,3V
SISTEMA DE TRASLACION
Presión frenos Analógico Cable 0 a 20 mA Presión dirección Analógico Cable 0 a 20 mA Nivel mínimo liquido frenos Digital Cable 0 a 5V Indicador freno de mano Digital Cable 0 a 5V Angulo de giro ruedas Analógico Cable 0,4 a 4,7V Camber Analógica Cable 0 a 5V Caster Analógica Cable 0 a 5V Convergencia, divergencia Analógica Cable 2,1 a 3,8V
Tabla 4.2 Datos de medición rangos de voltaje a cada sensor FUENTE: Los Autores
ELABORAC
112 |VISUA
Para
de los sen
PIC con s
restantes q
medir exc
una señal
microproc
a la PC m
que nos ilu
y digitales
En e
llegan tod
PIC princi
revolucion
CION DE UN
ALIZACION
a la realizac
nsores, nece
suficientes e
que tienen m
clusivamente
l procesad
cesador que
mediante com
ustra la disp
s, de acuerd
el esquema
das las seña
ipal 16F884
nes del moto
N BANCO DID
DE PARAME
ción de nue
sitamos cua
entradas an
microproces
e revolucion
a al Pic
usaremos e
municación
posición de
do de nuestra
Figura 4.62.
tenemos cu
les sean an
4A y las tre
or y de los e
DACTICO FU
ETROS DE F
stro circuito
atro tarjetas
alógicas y d
sadores de m
nes de los e
principal,
en este proy
del tipo ser
e las tarjetas
a necesidad
. Esquema deFUENTE:
uatro tarjeta
alógicas o d
es restantes
ejes respect
UNCIONAL
FUNCIONAM
o, en donde
o módulos
digitales de
menor capa
ejes y rpm
para evitar
yecto es el
rial. A cont
s con sus en
d
e conexión de : Los Autores
as en las que
digitales las
s que son de
tivamente.
MIENTO
e se van a p
, uno princi
e acuerdo a
acidad y qu
del motor,
r saturació
PIC16F884
tinuación te
ntradas para
las tarjetas
e consta un
s cuales son
el tipo 16F
CAP
procesar las
ipal en el qu
lo requerid
ue utilizarem
con ello ma
ón del mis
4A, este env
enemos un e
a señales an
na principal
n procesada
819 que no
PITULO 4
s señales
ue va un
do y tres
mos para
andamos
smo, El
vía señal
esquema
nalógicas
a donde
as por el
os miden
ELABORAC
113 |VISUA
La p
conexione
Com
Microchip
entradas a
programac
principale
completa.
40
35
14
35
Os
Cic
La
programac
placas se m
CION DE UN
ALIZACION
programació
es en las tarj
mo ya lo m
p debido a
analógicas,
ción, bajo
s y diagram
pines
entradas IO
entradas an
instruccion
scilador de 2
clo de instru
as conexion
ción de los
muestra por
N BANCO DID
DE PARAME
ón de estos P
jetas
Foto
mencionam
que satisf
digitales,
costo, etc
ma de pine
O
nalógica
nes
20MHz
ucciones de
nes del sis
microproce
r completo e
DACTICO FU
ETROS DE F
PICS se mu
grafía 4.17. TFUENTE: L
mos el micr
face nuestra
además de
., a contin
es. En anex
e 200ns
stema se m
esadores, e
en los anexo
UNCIONAL
FUNCIONAM
uestra en los
Tarjeta principLos Autores
roprocesado
as necesida
e su fiabil
nuación pre
xos se pued
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ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 4
115 |VISUALIZACION DE PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
únicamente se desarrolló para plataformas MAC, pero en versiones posteriores se
implementó para su uso en otras plataformas, como Windows, UNIX y Linux. Desde
la primera versión de programa, hasta la última versión del mismo se han realizado
multitud de mejoras, adaptándolo especialmente a las nuevas tecnologías y
estándares surgidos desde entonces. La primera versión fue llamada LabVIEW 1.0,
mientras que la última versión que ha aparecido, es la LabVIEW 9.0, que se puede
ejecutar perfectamente en el sistema operativo Windows Vista y es el que usaremos
en nuestro proyecto.
La principal ventaja de LabVIEW es su gran capacidad para integrarse con
multitud de dispositivos hardware, independientemente del fabricante del mismo.
Además, otra característica muy importante, es que gracias a que es un software
basado en herramientas gráficas, hace que su utilización se realice de una forma más
versátil, y que su aprendizaje sea de forma gradual, adquiriendo nuevos
conocimientos del programa, para poder realizar aplicaciones muy sencillas.
Otras funciones que permite la aplicación son las detalladas a continuación:
Adquisición de datos y análisis matemático
Automatización industrial y programación de PAC’s
Diseño de controladores
Diseño embebido de micros y chips
Control y supervisión de procesos
Visión artificial y control de movimiento
Robótica
Domótica
A continuación tenemos las ventanas de visualización de los parámetros de
funcionamiento del banco didáctico funcional, estas consta de tres ventanas una
principal en donde se visualiza los parámetros que normalmente veríamos en un
automóvil, como muestra la siguiente figura 4.64
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ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL CAPITULO 4
117 |VISUALIZACION DE PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
Y por último tenemos la ventana que visualiza los ángulos de la dirección,
incluido la posición que toman las ruedas al girar el volante.
Figura 4.66. Visualización de datos Dirección FUENTE: Los Autores
Los datos que entran a la PC son de tipo digital binario y el software nos
permite realizar conversiones matemáticas para mostrar las magnitudes de los
parámetros de funcionamiento como son: rpm, volt, bar o psi, grados centígrados,
etc. En el caso de las señales analógicas determinamos la ecuación de la curva, para
esto realizamos varias mediciones con el multímetro e instrumentos como
termocupla para el caso de temperatura, medidor de presión de fluidos.
La programación en LABVIEW se muestra por completo en los anexos.
Para comprobar el funcionamiento del banco didáctico funcional con la
visualización de los parámetros de funcionamiento descritos anteriormente,
procedemos hacer correr el programa, colocando en SELECCIÓN USART la opción
COM1, enseguida nos da los datos que vemos a continuación cuando ubicamos la
llave de encendido en la posición ON.
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ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
122 |
5. CONCLUSIONES.
Al finalizar el proyecto de grado, concluimos que cada uno de los objetivos
planteados se ha cumplido:
En el primer capítulo se logró rehabilitar todo el tren motriz de manera
efectiva, esto es se realizó una reparación integra del motor, obteniendo un
motor sin emisiones y de respuesta rápida a las exigencias de régimen de giro
del motor, inspeccionamos verificamos y rehabilitamos la caja de velocidades,
consiguiendo con ello un perfecto funcionamiento de la misma, a más de
conocer sus relaciones de transmisión en cada marcha que nos será de mucha
ayuda para visualizar la velocidad lineal, adaptamos todos los mecanismos y
dispositivos electrónicos (sensores), los cuales fueron de vital importancia
para el correcto funcionamiento del banco funcional.
Así mismo en el sistema de traslación se desarrolló todas las comprobaciones y
sus respectivas calibraciones, mediante cálculo matemático determinamos
todos los datos necesarios como la presión de frenado la misma que es
necesaria, para la adquisición del sensor de presión. Lo que se obtuvo de la
rehabilitación del sistema de traslación fue el buen funcionamiento mecánico
de los mismos, como es el caso del sistema de frenos, dirección y suspensión.
Mediante la utilización de un software de simulación, se diseñó la estructura
del banco funcional, factores como el peso la distribución y el material los
elementos que conforman el banco fueron indispensables para la elección del
perfil y el material adecuado para la estructura. La deformación, el factor de
seguridad y los esfuerzos que va soportar la estructura están dentro del rango
permisible, para que la misma no fracase. Con ello se logró construir una
estructura sólida capaz de soportar el peso de los componentes de nuestro
banco didáctico a más de alojar todos sus componentes.
Una vez construido la estructura procedimos a realizar el montaje de todos los
componentes y a distribuirlos conforme están ubicados en un automóvil con
tracción delantera. Una vez realizado esto nos disponemos a colocar los
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
123 |
mecanismos que harán posible el funcionamiento de los sensores y a colocar
estos en el tren de fuerza motriz y sistemas de traslación, obteniendo las
señales de los parámetros descritos en los capítulos anteriores, todas las señales
las visualizamos en un multímetro por el momento, con esto nos damos cuenta
que varían las señales las cuales van a ser acondicionadas en una tarjeta para
que un PIC 16F884A establezca comunicación del tipo serial con una PC y
mediante un programa LABVIEW visualice en un monitor los parámetros de
funcionamiento consiguiendo así la visualización de los parámetros de
funcionamiento como se planteó en este producto de grado que fue el
visualizar los parámetros de funcionamiento del tren de fuerza motriz y
sistemas de traslación.
6. RECOMENDACIONES.
Para el correcto funcionamiento de nuestro banco didáctico funcional es
imprescindible tener en cuenta las siguientes recomendaciones.
Para encender el motor es importante considerar los pasos a seguir como la
posición del cambio en neutro para obtener un arranque del motor suave.
En nuestro tablero de control disponemos de pulsantes y una llave para encender el
motor, este switch de encendido tiene tres posiciones OFF, ON Y START,
colocamos en START y encendemos nuestro motor. Existe además un pulsante de
encendido del sistema eléctrico que alimenta a nuestros sensores, nos daremos cuenta
de esto por la iluminación en los leds de nuestra tarjeta, al igual que el encendido de
los sensores de presión.
Para visualizar el funcionamiento del banco, procedemos a prender el
computador, abrimos un icono llamado banco didáctico en la pantalla de Windows,
esta nos mostrara el panel principal con los parámetros de funcionamiento.
Tenemos que tomar en cuenta aspectos de seguridad como la seguridad
integral del usuario, así como también la del banco, de esta manera garantizamos su
funcionalidad y alargamos la vida útil del mismo.
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
124 |
7. BIBLIOGRAFÍA.
ALONSO J. M., Técnicas del Automóvil-Motores, Editorial Paraninfo,
España, Décima Edición, 2000.
BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E. Russell, Mecánica de Materiales,
Tercera Edición, Mc Graw-Hill Interamericana, México, 2004.
MARTINEZ, Gil, Manual del automóvil, Edición 2002, Cultural SA, España
2002.
Autodata 3.18, 2006
TOYOTA MOTOR, Manual del Taller Tercel, Edición 2002.
REYES, Carlos, Microcontroladores PIC, Segunda Edición, 2004.
www.mecanicavirtual.org
www.ni.com/pdf/manuals/320998a.pd
ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/35007b.pdf
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
125 |
8. ANEXOS. Lenguaje programación PIC 16F884 principal
#define clk1 PORTC.F0 #define clk2 PORTC.F1 #define clk3 PORTB.F6 #define seg1 PORTC.F2 #define seg2 PORTC.F3 #define seg3 PORTB.F7 #define dataout PORTC.F5 #define datain PORTC.F4 #define DG1 PORTD.F2 #define DG2 PORTD.F3 #define DG3 PORTD.F1 #define DG4 PORTD.F5 #define DG5 PORTD.F4 #define DG6 PORTD.F5 #define DG7 PORTD.F4 #define DG8 PORTD.F5 #define in1 PORTB.F0 #define in2 PORTB.F3 #define in3 PORTB.F4 #define in4 PORTB.F5 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /// DECLARACION DE FUNCIONES ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void main (void); voidconfiguracion(void); void rpm1(void); void rpm2(void); void rpm3(void); void serial (void); ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /// DECLARACION DE VARIABLES ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// char contador=0; chardato[18]; char rpm1l=0; char rpm1h=0; char rpm2l=0; char rpm2h=0; char rpm3l=0; char rpm3h=0;
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
126 |
charcasterh=0; charcasterl=0; charcamberh=0; charcamberl=0; chardiverh=0; chardiverl=0; intanalogico[13]; charposi=0; char receive=0; ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /// FUNCION MAIN ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void main (void) { configuracion(); while(1) { rpm1(); rpm2(); rpm3(); posi=0; while(posi<=8) { analogico[posi]=Adc_Read(posi); posi++; } analogico[8]=Adc_Read(10); serial(); } } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /// PIDE SERIAL ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void serial (void){ intenvia=0; char x=0; unsigned short i=0; char pause=2; //total es de 19 bytes. if (Usart_Data_Ready())
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
127 |
{ // If data is received receive = Usart_Read(); if (receive=='A') { delay_ms(5); Usart_Write(1);// rpm1 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(rpm2h);// rpm1 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(rpm2l);// rpm1 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(rpm3h);// rpm2 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(rpm3l);// rpm2 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(rpm1h);// rpm3 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(rpm1l);// rpm3 placa Vdelay_ms(pause); x=0; while(x<=8) { envia=0b1111111100000000&analogico[x]; envia=envia>>8; Usart_Write(envia); Vdelay_ms(pause); envia=0b0000000011111111&analogico[x]; Usart_Write(envia); Vdelay_ms(pause); x++; } //10 ANALOGICOS 10byte envia=PORTD; Usart_Write(envia); // ENTRADAS DIGITALES 1byte Vdelay_ms(pause); envia=0; envia=in1; envia=envia<<1; envia=envia|in2; envia=envia<<1; envia=envia|in3; envia=envia<<1; envia=envia|in4; Usart_Write(envia); // ENTRADAS digitales de 12v 1byte Vdelay_ms(pause); Usart_Write(255); // FIN DE CADENA Vdelay_ms(pause); Usart_Write(casterh);// rpm1 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(casterl);// rpm1 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(camberh);// rpm1 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(camberl);// rpm1 placa Vdelay_ms(pause); Usart_Write(diverh);// rpm1 placa
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
128 |
Vdelay_ms(pause); Usart_Write(diverl);// rpm1 placa Vdelay_ms(pause); receive=0; } } return; } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /// PIDE RPM1 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void rpm1(void) { seg1=1; clk1=0; contador=0; dataout=0; while(contador<=15) { clk1=1; delay_us(20); dato[contador]=datain; clk1=0; delay_us(20); contador++; } clk1=0; dataout=0; seg1=0; rpm1l=dato[0]*1+dato[1]*2+dato[2]*4+dato[3]*8+dato[4]*16+dato[5]*32+dato[6]*64+dato[7]*128; rpm1h=dato[8]*1+dato[9]*2+dato[10]*4+dato[11]*8+dato[12]*16+dato[13]*32+dato[14]*64+dato[15]*128; delay_ms(1); return; } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /// PIDE RPM2
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
129 |
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void rpm2(void) { contador=0; clk2=0; dataout=0; seg2=1; delay_us(20); while(contador<=15) { clk2=1; delay_ms(1); dato[contador]=datain; clk2=0; delay_us(20); contador++; } clk2=0; dataout=0; rpm2l=dato[0]*1+dato[1]*2+dato[2]*4+dato[3]*8+dato[4]*16+dato[5]*32+dato[6]*64+dato[7]*128; rpm2h=dato[8]*1+dato[9]*2+dato[10]*4+dato[11]*8+dato[12]*16+dato[13]*32+dato[14]*64+dato[15]*128; delay_ms(1); clk2=0; contador=0; dataout=0; while(contador<=15) { clk2=1; delay_us(20); dato[contador]=datain; clk2=0; delay_us(20); contador++; } clk2=0; dataout=0; casterl=dato[0]*1+dato[1]*2+dato[2]*4+dato[3]*8+dato[4]*16+dato[5]*32+dato[6]*64+dato[7]*128; casterh=dato[8]*1+dato[9]*2+dato[10]*4+dato[11]*8+dato[12]*16+dato[13]*32+dato[14]*64+dato[15]*128; delay_ms(1); clk2=0; contador=0; dataout=0; while(contador<=15)
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
130 |
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ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
131 |
{ clk3=1; delay_us(20); dato[contador]=datain; clk3=0; delay_us(20); contador++; } clk3=0; dataout=0; seg3=0; rpm3l=dato[0]*1+dato[1]*2+dato[2]*4+dato[3]*8+dato[4]*16+dato[5]*32+dato[6]*64+dato[7]*128; rpm3h=dato[8]*1+dato[9]*2+dato[10]*4+dato[11]*8+dato[12]*16+dato[13]*32+dato[14]*64+dato[15]*128; delay_us(20); return; } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /// CONFIGURACION ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// voidconfiguracion(void) { TRISD=0b11111111; TRISC=0b00010000; TRISB=0b00111111; TRISA=0b111111; ANSEL= 0b11111111; ANSELH=0b00000101; Usart_Init(115200); // Usart_Init(9600); //ADCON1=0B00000111; return; }
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
132 |
Lenguaje pic secundario RPM llanta PIC 16F819
#define clk PORTB.F0 #define datain PORTB.F1 #define dataout PORTB.F2 #define seg PORTB.F3 #define led PORTB.F4 void main(void); voidconfig(void); voidinterrup(void); void trabaja(inttempset); voidenvia_datos(unsignedintdato_e) ; voidvoidrecibe_config(void); unsignedintanalogico=0; // el analogico es de 10bits intdato[15]; char valor=0; unsignedint factor=22; ///////////////////////////////////////////////////////////// /// RUTINA DE INTERRUPCION //////////////////////////////////////////////////////////// voidinterrupt(void) { INTCON.GIE=0; if (INTCON.INTF) { while(seg==1) { led=1; envia_datos(analogico); led=0; } INTCON.INTF = 0; } else if(INTCON.TMR0IF==1) { factor++; INTCON.TMR0IF = 0; } INTCON.GIE=1; return; }
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
133 |
//////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////// PROGRAMA envio datos /////////////////////////////////////////////////////////////////////// voidenvia_datos(unsignedintdato_e) { char i=1; charsal=0; charcount_dir=0; chardir=0; dataout=0; i=1; while((i<=16)&&(seg==1)) { while((clk==1)&&(seg==1)) { if((dato_e&1)==1)//Escribo un 1 { dataout=1;} else //Escribo un 0 { dataout=0;} }; dato_e=dato_e>>1; i++; while((clk==0)&&(seg==1)){}; } dataout=0; return; } ///////////////////////////////////////////////////////////// /// RUTINA MAIN //////////////////////////////////////////////////////////// void main(void) { config(); led=1;delay_ms(300); led=0;delay_ms(300); led=1;delay_ms(300); led=0;delay_ms(300); led=1;delay_ms(300); TMR0=0; INTCON.GIE=1; while(1) {
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
134 |
TMR0=0; factor=0; delay_ms(850); analogico=TMR0+factor*256; } } ///////////////////////////////////////////////////////////// /// CONFIGURACION //////////////////////////////////////////////////////////// voidconfig(void) { TRISB=0B10001011; TRISA=0B11111111; OPTION_REG=0B11111111; INTCON=0B10010000; INTCON.GIE=0; INTCON.TMR0IE=1; INTCON.TMR0IF=0; ADCON1.f3=1; ADCON1.f2=1; ADCON1.f1=1; ADCON1.f0=1; INTCON.RBIF = 0; INTCON.INTF = 0; dataout=0; return; }
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
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Lenguaje PIC 16F819 para angulos
#define clk PORTB.F0 #define datain PORTB.F1 #define dataout PORTB.F2 #define seg PORTB.F3 #define led PORTB.F4 void main(void); voidconfig(void); voidinterrup(void); voidtrabaja(inttempset); voidenvia_datos(unsigned intdato_e,unsignedint dato_e1,unsigned int dato_e2,unsigned int dato_e3); voidvoidrecibe_config(void); unsignedintanalogico=0; // el analogico es de 10bits unsignedint caster=0; unsignedint camber=0; unsignedint diver=0; char x; intdato[15]; char valor=0; unsignedint factor=22; ///////////////////////////////////////////////////////////// /// RUTINA DE INTERRUPCION //////////////////////////////////////////////////////////// voidinterrupt(void) { INTCON.GIE=0; if (INTCON.INTF) { while(seg==1) { led=1; envia_datos(analogico,caster,camber,diver); led=0; } INTCON.INTF = 0; } else if(INTCON.TMR0IF==1) { factor++; INTCON.TMR0IF = 0; } INTCON.GIE=1; return;
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
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} //////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////// PROGRAMA enviodatos /////////////////////////////////////////////////////////////////////// voidenvia_datos(unsigned intdato_e,unsignedint dato_e1,unsigned int dato_e2,unsigned int dato_e3) { char i=1; charsal=0; charcount_dir=0; chardir=0; dataout=0; i=1; while((i<=16)&&(seg==1)) { while((clk==1)&&(seg==1)) { if((dato_e&1)==1)//Escribo un 1 { dataout=1;} else //Escribo un 0 { dataout=0;} }; dato_e=dato_e>>1; i++; while((clk==0)&&(seg==1)){}; } dataout=0; ///////////////////////////////////////////////////////////////////// i=1; while((i<=16)&&(seg==1)) { while((clk==1)&&(seg==1)) { if((dato_e1&1)==1)//Escribo un 1 { dataout=1;} else //Escribo un 0 { dataout=0;} }; dato_e1=dato_e1>>1;
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
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i++; while((clk==0)&&(seg==1)){}; } dataout=0; ///////////////////////////////////////////////////////////////////// i=1; while((i<=16)&&(seg==1)) { while((clk==1)&&(seg==1)) { if((dato_e2&1)==1)//Escribo un 1 { dataout=1;} else //Escribo un 0 { dataout=0;} }; dato_e2=dato_e2>>1; i++; while((clk==0)&&(seg==1)){}; } dataout=0; ///////////////////////////////////////////////////////////////////// i=1; while((i<=16)&&(seg==1)) { while((clk==1)&&(seg==1)) { if((dato_e3&1)==1)//Escribo un 1 { dataout=1;} else //Escribo un 0 { dataout=0;} }; dato_e3=dato_e3>>1; i++; while((clk==0)&&(seg==1)){}; } dataout=0; return; } ///////////////////////////////////////////////////////////// /// RUTINA MAIN //////////////////////////////////////////////////////////// void main(void) {
ELABORACION DE UN BANCO DIDACTICO FUNCIONAL
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config(); led=1;delay_ms(300); led=0;delay_ms(300); led=1;delay_ms(300); led=0;delay_ms(300); led=1;delay_ms(300); TMR0=0; INTCON.GIE=1; while(1) { analogico=TMR0+factor*256; TMR0=0; factor=0; x=0; while(x<85) { delay_ms(10); caster=Adc_Read(0); camber=Adc_Read(1); diver=Adc_Read(3); x++; } } } ///////////////////////////////////////////////////////////// /// CONFIGURACION //////////////////////////////////////////////////////////// voidconfig(void) { TRISB=0B10001011; TRISA=0B11111111; OPTION_REG=0B11111111; INTCON=0B10010000; INTCON.GIE=0; INTCON.TMR0IE=1; INTCON.TMR0IF=0; ADCON1.f3=0; ADCON1.f2=1; ADCON1.f1=0; ADCON1.f0=0; INTCON.RBIF = 0; INTCON.INTF = 0; dataout=0; analogico=0; caster=600; camber=700; diver=1000; return;
ELABORAC
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PL
CION DE UN
LACA PRIN
N BANCO DID
NCIPAL
DACTICO FUUNCIONAL
ELABORAC
140 |
PL
CION DE UN
LACAS DE
N BANCO DID
E RPM
DACTICO FUUNCIONAL
ELABORAC
141 |
PL
CION DE UN
LACA PRIN
N BANCO DID
NCIPAL
DACTICO FUUNCIONAL
ELABORAC
142 |
DI
CION DE UN
IAGRAMA
N BANCO DID
A CONEXI
DACTICO FU
ONES
UNCIONAL